CN101399543A - 高频电压控制振荡器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种高频电压控制振荡器，其包括依次耦合连接的调谐电路、振荡电路和缓冲放大电路，所述调谐电路中的LC并联宽频谐振电路由一个PCB电路板印制的平面螺旋微带线电感和一个谐振电容组成，用于通过调整所述平面螺旋微带线电感或谐振电容的匹配参数，能得到600MHz～1200MHz的各种谐振频率频点。本发明实施例公开的高频电压控制振荡器具有体积小、低相位噪音，工作频率范围宽，频率激光微调方便的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种振荡器，尤其涉及一种高频电压控制振荡器。
背景技术
电压控制振荡器(Voltage Controlled Oscillator，VCO)是一种其震荡频率随外加控制电压变化的振荡器，用以实现锁相环控制(PLL)和其它频率合成源电路的快速频率调谐。电压控制振荡器为一常用的元件，广泛应用于无线通信产中锁相环控制(PLL)数字频率锁相环电路的通信微波部件。如军用及民用电台、无绳电话、无线麦克风、市话通、CDMA及GSM手机等高科技领域。
目前现有的高频压控振荡器通常采用传统电感元件或1/4λ谐振微带线设计，其体积较大，工作频率范围也比较低，相位噪声大。在振荡频率中心两端超过一定频率范围时会出现振幅衰减，即输出功率降低。另外通常1/4λ谐振微带线设计在PCB的第三层，由于无法目视，需要用较大功率的激光雕刻机从PCB铜箔底层(即第四层)切入到第三层制作1/4λ谐振微带线，易造成雕刻错位或损伤，而且频率调整范围窄。
发明内容
本发明实施例提供了一种体积小巧，相位噪声低的高频电压控制振荡器，可以在较宽的谐振频率范围内调谐频率信号而不降低输出功率。
本发明实施例提供的一种高频电压控制振荡器，其包括依次耦合连接的调谐电路、振荡电路和缓冲放大电路，所述调谐电路中的LC并联宽频谐振电路由一个PCB电路板印制的平面螺旋微带线电感和一个谐振电容组成，用于通过调整所述平面螺旋微带线电感或谐振电容，获得不同谐振频率。
进一步，所述平面螺旋微带线电感的前端设置有一个频率调整焊盘，通过在所述平面螺旋微带线电感的频率调整焊盘上用激光雕刻或人工雕刻凹槽的方式来校准谐振中心频率。
更进一步，所述平面螺旋微带线电感位于PCB电路板顶层，用于方便人工调整所述频率调整焊盘。
再进一步，所述高频电压控制振荡器中的电感都采用由PCB电路板印制的微带线电感，所述高频压控振荡器采用4层PCB结构设计，形成微型表面贴装型产品。
本发明实施例的优点在于：采用PCB电路板印制的平面螺旋微带线电感与不同容量的谐振电容匹配组成的LC并联宽频谐振电路，可以在600MHz到1200MHz谐振频率范围内方便调谐频率信号而不降低振荡器输出功率。克服了通常采用1/4λ谐振微带线在振荡频率中心两端一定的频率范围时出现的振幅衰减情况；
所述高频电压控制振荡器中的电感都采用由PCB电路板印制的微带线电感，不仅减小了振荡器体积，还提高了的频率稳定度，有效降低相位噪音，且VCO在振荡带宽内输出功率波动小于5％；
通过设置在PCB顶层的频率调整焊盘非常便于激光微调，克服了因谐振微带设计在PCB第三层，由于无法目视，而需要用较大功率激光雕刻机从PCB铜箔底层(即第四层)切入第三层1/4λ谐振微带线、易造成雕刻错位或损伤、频率调整范围窄的缺点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的高频电压控制振荡器基本电路示意图；
图2为本发明实施例提供的高频电压控制振荡器中的螺旋微带线电感L2的结构示意图；
图3为本发明实施例情况1下的相位噪声测试结果图；
图4为本发明实施例情况2下的相位噪声测试结果图。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明的具体实施例进行说明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种高频压控振荡器，其包括调谐电路100、振荡电路200、缓冲放大电路300，及匹配网络电路。
所述调谐电路100由电容C1、C2、C3、C4、电感L1、L2和变容二极管D1构成。其中所述电感L1一端和接地的电容C1并联后耦接调谐电压VT的输入端，所述电感L1另一端与电容C2、变容二极管D1之间的节点连接，所述电容C2的另一端与所述平面螺旋微带线电感L2、谐振电容C3组成的LC并联宽频谐振电路耦接，并通过电容C4将谐振频率信号耦合到振荡电路，所述变容二极管D1、电容C3和电感L2的公共端接地。
所述调谐电路中的LC并联宽频谐振电路由一个PCB电路板印制的平面螺旋微带线电感L2和一个谐振电容C3组成，用于通过调整所述平面螺旋微带线电感或谐振电容的匹配参数，比如调整所述谐振电容C3的电容量，所述高频电压控制振荡器系列产品可得到600MHz～1200MHz频率范围的各种谐振频率频点，单一频点高频电压控制振荡器的工作频率范围为45～240MHz，并且高频电压控制振荡器在振荡带宽内输出功率波动小于5％。
作为一种实施方式，当调谐电压VT输入谐振电路100时，变容二极管D1将改变容量，使谐振电路100的谐振频率随之改变。调谐电路100应用不同容量比(C1V/C4V)的变容二极D1管可获得单频点45～240MHz振荡频率范围。
所述的振荡电路200由电阻R1、R2、R3、R4构成V1的直流偏置电路，由电容C5、C6、三极管V1构成克拉泼三点式振荡电路；其中所述三极管V1的基极通过电容C4耦合调谐电路，三极管V1的发射极串联电阻R4和电感L3至接地端，用于射频扼流，所述电容C5一端与三极管V1基极相连，另一端和C6串联后接地，电容C5和C6之间的节点与三极管V1射极相连。振荡电路200的振荡频率信号由三极管V1集电极经电容C8耦合到缓冲放大电路300的三极管V2基极。
所述缓冲放大电路300由电阻R5、R6、R7、三极管V2、电容C9和电感L4构成，其中所述电阻R5、R6、R7、L4构成缓冲放大电路三极管V2的直流偏置电路，振荡电路振荡三极管V1振荡电路信号由C8耦合到缓冲放大电路三极管V2的基极；所述缓冲放大电路三极管V2基极通过所述电阻R5接直流工作电源(上偏值)，三极管V2基极还与R6(下偏值)串联后接地，电感L4的一端接直流工作电源，另一端与三极管V2的集电极连接，所述电容C9和R7组成并联电路与三极管V2的发射极相连。
电容C10、C11作为缓冲放大电路RF输出网络匹配电路
所述高频电压控制振荡器中的电感，即L1、L2、L3和L4，都采用由PCB电路板印制的微带线制作，减小了电感体积；所述高频压控振荡器中的变容二极管采用SOT523封装；
所述高频电压控制振荡器中的电阻和电容都采用SMD0402封装；
所述高频电压控制振荡器采用4层PCB结构设计，总厚度0.6mm，外观尺寸仅9*7*2mm，形成微型的表面贴装型产品。
所以本高频电压控制振荡器具有体积小、功耗低的优点。
由于采用PCB平面螺旋微带线的电感L2与不同容量的电容C3匹配调整，高频电压控制振荡器就可以输出从600MHz到1200MHz的各频点的频率，克服了通常采用1/4λ谐振微带线在振荡频率中心两端超过一定频率范围时出现的振幅衰减；
采用高Q值、低损耗特性的PCB平面螺旋微带线的电感L2和L1、L3、L4等用PCB微带线电感，提高了VCO的频率稳定度，有效降低相位噪音，且VCO在振荡带宽内输出功率波动小于5％。
如图2所示，本发明实施例提供的高频压控振荡器中的所述平面螺旋微带线电感L2，所述平面螺旋微带线电感L2位于PCB顶层，其螺旋状微带线电感L2体积很小，并在所述平面螺旋微带线电感L2的前端用激光雕刻工艺形成一个频率调整铜箔焊盘，即图中的黑色方块，用来在焊盘上通过激光雕刻或人工雕刻凹槽的方式来校准谐振中心频率。根据不同的频宽，频率调整范围约为-10～20MHZ。通过设置在PCB顶层的频率调整焊盘非常便于激光微调，克服了因谐振微带设计在PCB第三层，由于无法目视，而需要用较大功率激光雕刻机从PCB铜箔底层(即第四层)切入第三层1/4λ谐振微带线、易造成雕刻错位或损伤、频率调整范围窄的缺点。
本发明实施例提供的高频压控振荡器的主要技术指标为：
低工作电压：3V低功耗：≤8mA.
射频输出功率：3±0dBm
工作温度范围：-20～+75℃
优良的电调特性：VCO在振荡带宽内输出功率波动小于5％。
低相位噪声如下(C/N)：
如图3所示，为本实施例产品采用美国安捷伦E5052B信号源分析仪得出的相位噪声测试结果图，其测试结果表明相位噪声(C/N)(At 10KHz Offset)≦-100dBc/Hz；
如图4所示，为本实施例产品采用美国安捷伦E5052B信号源分析仪得出的另一相位噪声测试结果图，其测试结果表明相位噪声(C/N)(At 100 KHz Offset)≦-120 dBc/Hz。
以上所揭露的仅为本发明的实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的保护范围。
Claims (10)
1、一种高频电压控制振荡器，其包括依次耦合连接的调谐电路、振荡电路和缓冲放大电路，其特征在于：所述调谐电路中的LC并联宽频谐振电路由一个PCB电路板印制的平面螺旋微带线电感和一个谐振电容组成，用于通过调整所述平面螺旋微带线电感或谐振电容，获得不同谐振频率。
2、如权利要求1所述的高频电压控制振荡器，其特征在于：所述调谐电路包括电容C1、C2、C3、C4、电感L1、L2和变容二极管D1；其中所述电感L1一端和接地的电容C1并联后耦接调谐电压VT的输入端，所述电感L1另一端与电容C2、变容二极管D1之间的节点连接，所述电容C2的另一端与所述平面螺旋微带线电感L2、谐振电容C3组成的LC并联宽频谐振电路耦接，并通过电容C4将谐振频率信号耦合到振荡电路，所述变容二极管D1、电容C3和电感L2的公共端接地。
3、如权利要求1或2所述的高频电压控制振荡器，其特征在于：所述平面螺旋微带线电感的前端设置有一个频率调整焊盘，用来校准谐振中心频率。
4、如权利要求3所述的高频电压控制振荡器，其特征在于：通过在所述平面螺旋微带线电感的频率调整焊盘上用激光雕刻或人工雕刻凹槽的方式来校准谐振中心频率。
5、如权利要求1或2所述的高频电压控制振荡器，其特征在于：所述平面螺旋微带线电感位于PCB电路板顶层，用于方便人工调整所述频率调整焊盘。
6、如权利要求1或2所述的高频电压控制振荡器，其特征在于：通过调整所述谐振电容C3的电容量，所述高频电压控制振荡器系列产品可做到600MHz～1200MHz频率范围的各种谐振频率频点，单一频点高频电压控制振荡器的工作频率范围为45～240MHz。
7、如权利要求1所述的高频电压控制振荡器，其特征在于：所述的振荡电路由电阻R1、R2、R3、R4构成V1的直流偏置电路，由电容C5、C6、三极管V1构成克拉泼三点式振荡电路；其中所述三极管V1的基极通过电容C4耦合调谐电路，三极管V1的发射极串联电阻R4和电感L3至接地端，用于射频扼流，所述电容C5一端与三极管V1基极相连，另一端和C6串联后接地，电容C5和C6之间的节点与三极管V1射极相连。
8、如权利要求1所述的高频电压控制振荡器，其特征在于：所述缓冲放大电路由电阻R5、R6、R7、三极管V2、电容C9和电感L4构成，其中所述电阻R5、R6、R7、L4构成缓冲放大电路三极管V2的直流偏置电路，振荡电路振荡三极管V1振荡电路信号由C8耦合到缓冲放大电路三极管V2的基极；所述缓冲放大电路三极管V2基极通过所述电阻R5接直流工作电源，三极管V2基极还与R6串联后接地，电感L4的一端接直流工作电源，另一端与三极管V2的集电极连接，所述电容C9和R7组成并联电路与三极管V2的发射极相连。
9、如权利要求1所述的高频电压控制振荡器，其特征在于：所述高频电压控制振荡器中的电感都采用由PCB电路板印制的微带线电感。
10、如权利要求1所述的高频电压控制振荡器，其特征在于：所述高频压控振荡器采用4层PCB结构设计，形成微型表面贴装型产品。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102386647A (zh) * | 2010-09-02 | 2012-03-21 | 欧姆龙汽车电子株式会社 | 电源控制装置 |
| CN102594342A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 中国科学院微电子研究所 | 一种压控振荡器 |
| CN103973228A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-06 | 南京信息工程大学 | 一种c波段压控振荡器 |
| CN106253852A (zh) * | 2015-06-08 | 2016-12-21 | 美国亚德诺半导体公司 | 包括隆起焊块的谐振电路 |
| CN109507572A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司 | 一种用于检测印刷电感的测试电路及测试装置 |
| CN109600124A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-09 | 厦门英诺迅科技有限公司 | 一种压控调谐选频网络 |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102386647A (zh) * | 2010-09-02 | 2012-03-21 | 欧姆龙汽车电子株式会社 | 电源控制装置 |
| US8823206B2 (en) | 2010-09-02 | 2014-09-02 | Omron Automotive Electronics Co., Ltd. | Power-supply control device |
| CN102594342A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 中国科学院微电子研究所 | 一种压控振荡器 |
| CN103973228A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-06 | 南京信息工程大学 | 一种c波段压控振荡器 |
| CN103973228B (zh) * | 2014-04-18 | 2016-08-17 | 南京信息工程大学 | 一种c波段压控振荡器 |
| CN106253852A (zh) * | 2015-06-08 | 2016-12-21 | 美国亚德诺半导体公司 | 包括隆起焊块的谐振电路 |
| CN106253852B (zh) * | 2015-06-08 | 2020-05-05 | 美国亚德诺半导体公司 | 包括隆起焊块的谐振电路 |
| CN109507572A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司 | 一种用于检测印刷电感的测试电路及测试装置 |
| CN109600124A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-09 | 厦门英诺迅科技有限公司 | 一种压控调谐选频网络 |
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