CN101753099B - 一种多频段压控振荡器电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多频段压控振荡器电路，包括：电源模块、振荡模块、放大模块以及调频模块；所述电源模块用于为所述多频段压控振荡器电路提供电源；所述振荡模块用于通过自激振荡产生振荡信号；所述放大模块用于将所述振荡模块中的产生的所述振荡信号进行放大后输出；所述调频模块用于设定所述振荡模块产生的所述振荡信号的频率；所述调频模块包括多组并联的电容二极管组合，所述电容二极管组合包括串联在一起的电容和变容二极管；所述变容二极管反向端加有调谐电压。上述方案具有简化电路，降低生产成本的优点。

Description

一种多频段压控振荡器电路

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种多频段压控振荡器电路。

背景技术

VCO(Voltage Controlled Oscillator压控振荡器)是射频系统中的关键单元，其作用是与鉴相器组成锁相环电路为接收通道和发射通道提供本振信号。现有的终端设备中常使用双频段VCO覆盖不同频段的频率范围，从而满足多频段本振的应用需求。在现有设备中，VCO多为电容三点式振荡电路。

目前实现多频段VCO的方法是在电路中设置多套分别输出不同频段信号的VCO电路，然后通过开关控制多套VCO电路的电源来使其中一套VCO电路工作，从而输出对应频段的频率信号。

由于实现多频段VCO时需要多套单独的VCO电路和一套选择控制电路，元器件的数量很多，在大批量生产时增加了成本。

发明内容

本发明实施例提供一种多频段压控振荡器电路，简化了电路，降低了成本。

本发明实施例提供一种多频段压控振荡器电路，包括：电源模块、振荡模块、放大模块以及调频模块；

所述电源模块用于为所述多频段压控振荡器电路提供电源；

所述振荡模块用于通过自激振荡产生振荡信号；

所述放大模块用于将所述振荡模块中的产生的所述振荡信号进行放大后输出；

所述调频模块用于设定所述振荡模块产生的所述振荡信号的频率；

所述调频模块包括多组并联的电容二极管组合，所述电容二极管组合包括串联在一起的电容和变容二极管；所述变容二极管反向端加有调谐电压。

本发明实施例还提供了一种通信设备，包括多频段压控振荡器电路，所述多频段压控振荡器电路包括：电源模块、振荡模块、放大模块以及调频模块；

所述电源模块用于为所述多频段压控振荡器电路提供电源；

所述振荡模块用于通过自激振荡产生振荡信号；

所述放大模块用于将所述振荡模块中的产生的所述振荡信号进行放大后输出；

所述调频模块用于设定所述振荡模块产生的所述振荡信号的频率

所述调频模块包括多组并联的电容二极管组合，所述电容二极管组合包括串联在一起的电容和变容二极管；所述变容二极管反向端加有调谐电压。

在本发明实施例中，由于使用了有多个变容二极管的调频模块，因此，可以通过改变所述调频模块中的变容二极管的容值，调整振荡模块产生的振荡信号的频率，从而，可以输出多种频率的振荡信号，与现有的技术方案中存在多套VCO电路相比，简化了电路，在大规模生产时可以节省大量元器件，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例系统框图；

图2为本发明实施例电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明实施例多频段压控振荡器电路10的实施例包括电源模块101、振荡模块102、放大模块103以及调频模块104。

所述电源模块101用于为所述压控振荡器电路提供电源；

所述振荡模块102用于通过自激振荡产生振荡信号；

所述放大模块103用于将所述振荡模块102的产生的所述振荡信号进行放大后输出；

所述调频模块104用于设定所述振荡模块102产生的振荡信号的频率。

所述调频模块104包括多组并联的电容二极管组合，所述电容二极管组合包括串联在一起的电容和变容二极管；所述容二极管反向端加有调谐电压。

在本发明实施例中，由于使用了有多个变容二极管的调频模块，因此，可以通过改变所述调频模块中的变容二极管的容值，调整振荡模块产生的振荡信号的频率，从而，可以输出多种频率的振荡信号，与现有的技术方案中存在多套VCO电路相比，简化了电路，在大规模生产时可以节省大量元器件，降低生产成本。

进一步的，在本发明另一实施例中，在加调谐电压的位置和变容二极管D1、D2反向端之间还可加上一个扼流电感(如图2中L1、L2所示)用于抑制振荡模块中产生的高频信号的泄漏。

调频模块与振荡模块的连接关系有以下几种：

振荡模块可以采用电容三点式振荡电路，所述调频模块可以与电容三点式振荡电路中的感抗元件并联或串联；或者，所述调频模块也可以与电容三点式振荡电路中的容抗元件并联或串联.

振荡模块也可以采用电感三点式振荡电路；所述调频模块可以与电感三点式振荡电路中的感抗元件并联或串联；或者，所述调频模块也可以与电感三点式振荡电路中的容抗元件并联或串联。

如图2所示，所述调频模块可以包括两组并联的电容二极管组合，第一组电容二极管组合包括电容C1、变容二极管D1和调谐电压VT1，第二组电容二极管包括电容C2、变容二极管D2和调谐电压VT2。

当VT1为最高调谐电压时，变容二极管D1容值最小，根据电容串并联特性，串联上C1后总容值变得更小，因此，将第一组电容二极管组合连接到振荡模块后，由于其总容值很小，因此对振荡模块的影响可以忽略不计。这时，可以通过调节变容二极管D2的容值来改变振荡电路的振荡频率。

所述最高调谐电压是变容二极管容值最小时所加的电压，且不能超过变容二极管的额定电压。

同理，当VT2为最高调谐电压时，此时变容二极管D2容值最小，根据电容串并联特性，串联上C2后总容值变得更小。将第二组电容二极管组合连接到振荡模块后，由于其总容值很小，因此对振荡模块的影响可以忽略不计。这时，可以通过调节变容二极管D1的容值来改变振荡电路的振荡频率。

所述调频模块也可以包括三组并联的电容二极管组合，第一组电容二极管组合包括电容C1、变容二极管D1和调谐电压VT1，第二组电容二极管包括电容C2、变容二极管D2和调谐电压VT2，第三组电容二极管组合包括电容C3、变容二极管D3和调谐电压VT3。

当VT1、VT2为最高调谐电压时，变容二极管D1、D2容值最小，根据电容串并联特性，D1、D2分别串联上C1、C2后使得第一组和第二组电容二极管组合容值更小，将第一组和第二组电容二极管组合连接到振荡电路后，由于其总容值很小，因此对振荡模块的影响可以忽略不计。这时，可以通过调节变容二极管D3的容值来改变振荡模块的产生的振荡信号的频率。

同理，当VT1、VT3为最高调谐电压时，变容二极管D1、D3容值最小，根据电容串并联特性，D1、D3分别串联上C1、C3后使得第一组和第三组电容二极管组合容值更小，将第一组和第三组电容二极管组合连接到振荡电路后，由于其总容值很小，因此对整个振荡电路的影响可以忽略不计。这时，可以通过调节变容二极管D2的容值来改变振荡电路的振荡频率。

当VT2、VT3为最高调谐电压时，变容二极管D2、D3容值最小，根据电容串并联特性，D2、D3分别串联上C2、C3后使得第二组和第三组电容二极管组合容值更小，将第二组和第三组电容二极管组合连接到振荡电路后，由于其总容值很小，因此对整个振荡电路的影响可以忽略不计。这时，可以通过调节变容二极管D1的容值来改变振荡电路的振荡频率。

如果还有三个或三个以上电容二极管组合时，可参考以上两种情况进行设置。

下面根据具体电路来对本发明实施例进行具体介绍：

参见图2，以双频段VCO电路为例，所述电源模块包括电源VCC，电容C10、C11、C12、C13、C14，磁珠LB1等元器件，电容、磁珠的作用是给电源VCC滤波，以得到平稳的电源信号。

参见图2，所述振荡模块包括三极管Q1，电阻R1、R2、R3、R4，电感L3、L4，电容C3、C4、C5等元器件。其连接方式为：电阻R1、R2、R3依次串联，R1另一端连接电源VCC；电阻R3一端还与三极管Q1基极相连，另一端接地；电阻R4一端与三极管Q1发射极相连，另一端与电感L4串联后接地；电容C4一端与三极管Q1基极相连，另一端分别与三极管Q1发射极和电容C5的一端相连；电容C5另一端接地；电容C3一端与三极管Q1基极相连，另一端与电感L3相连；电感L3另一端接地。

振荡模块中的三极管Q1是有源器件，上电后会产生噪声，噪声通过三极管Q1后被放大，然后再经过选频网络，只有满足所需谐振频率的信号才能通过电容C4正反馈到三极管Q1的基极输入端，进而再次被放大。当信号幅度增大到一定程度后三极管Q1进入饱和状态，输出信号的幅度保持稳定。

所述振荡模块采用的是电容三点式振荡电路，其中，感抗元件为L3；容抗元件为电容C4，C5；电容C3用于耦合振荡信号，电容C4还用于将信号正反馈至放大电路。

参见图2，所述调频模块包括两组电容二极管组合：第一组电容二极管组合包括电容C1、变容二极管D1，在D1反向端加调谐电压VT1；第二组电容二极管组合包括电容C2、变容二极管D2，在D2反向端加调谐电压VT2；在调谐电压和变容二极管D1、D2反向端之间还可加上一个扼流电感(如图中L1、L2所示)用于抑制振荡模块中产生的高频信号的泄漏。

调频模块与电容三点式中的感抗元件L3并联；与电感L3，电容C1、C2、C3、C4、C5，变容二极管D1、D2共同组成选频网络；其选频的频率，即整个振荡模块的振荡频率f可由以下计算公式得到：

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}\·{10}^6\·\sqrt{L3\·(\frac{C2\·D2}{C2+D2}+\frac{C3\·C4\·C5}{C3\·C4+C3\·C5+C4\·C5}+\frac{C1\·D1}{C1+D1})}}$

(单位：MHz)

放大模块包括二极管Q2，电阻R1、R2、R3、R5，电容C6、C7、C8、C9，电感L5、L6等元件。放大模块通过C6从振荡模块中耦合一部分信号进行放大后输出。

与普通单频段VCO电路相比，本电路加入了两个变容管D1、D2，D1、D2的容值由加在各自反向端的调谐电压VT1和VT2来控制。

当VT1为最高调谐电压时，变容二极管D1容值最小，根据电容串并联特性，串联上C1后总容值变得更小。将这一组电容二极管组合与L3并联后，由于其总容值很小，因此对振荡模块的影响可以忽略不计。这时，可以通过调节变容二极管D2的容值来改变振荡电路的振荡频率。

同理，当VT2为最高调谐电压时，此时变容二极管D2容值最小，根据电容串并联特性，串联上C2后总容值变得更小。将这一组电容二极管组合与L3并联后，由于其总容值很小，因此对振荡模块的影响可以忽略不计。这时，可以通过调节变容二极管D1的容值来改变振荡电路的振荡频率。

参见图2，以产生450MHz/900MHz两种频率的振荡信号为例：D1选择容值覆盖1～27pF的超突变结变容二极管；D2在调谐电压范围内容值覆盖1～4pF；C1＝47pF，C2＝6.8pF，C3＝C4＝1.5pF，C5＝5pF，L1＝8.2nH。当D1的容值为最小值时，C2和D2决定振荡模块的输出频率，覆盖900MHz附近的频段；当D2容值为最小值，C1和D1决定振荡模块的输出频率，覆盖450MHz附近的频段，从而实现双频段输出的功能。

本发明实施例还提供了一种通信设备，可以是一种移动终端，如双模手机或多模手机等。所述通信设备包括多频段压控振荡器电路，所述多频段压控振荡器电路包括：电源模块、振荡模块、放大模块以及调频模块；

所述电源模块用于为所述多频段压控振荡器电路提供电源；

所述振荡模块用于通过自激振荡产生振荡信号；

所述放大模块用于将所述振荡模块中的产生的所述振荡信号进行放大后输出；

所述调频模块用于设定所述振荡模块产生的所述振荡信号的频率；

所述调频模块包括多组并联的电容二极管组合，所述电容二极管组合包括串联在一起的电容和变容二极管；所述变容二极管反向端加有调谐电压。

由于本发明实施例使用一套VCO电路输出多个频段频率，代替原来需要多套VOC电路实现的功能，将电路简化，减少了元件数量，在大批量生产时可以降低物料成本。

以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多频段压控振荡器电路，其特征在于，包括：电源模块、振荡模块、放大模块以及调频模块；

所述电源模块用于为所述多频段压控振荡器电路提供电源；

所述振荡模块用于通过自激振荡产生振荡信号；

所述放大模块用于将所述振荡模块中的产生的所述振荡信号进行放大后输出；

所述调频模块用于设定所述振荡模块产生的所述振荡信号的频率；

所述调频模块包括两组或三组并联的电容二极管组合，所述电容二极管组合包括串联在一起的电容和变容二极管，所述变容二极管反向端加有调谐电压；

当所述调频模块包括两组并联的电容二极管组合时，第一组电容二极管组合包括电容C1、变容二极管D1和调谐电压VT1，第二组电容二极管组合包括电容C2、变容二极管D2和调谐电压VT2；当VT1为最高调谐电压时，变容二极管D1容值最小，通过调节变容二极管D2的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的的频率；当VT2为最高调谐电压时，变容二极管D2容值最小，通过调节变容二极管D1的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的频率；

当所述调频模块包括三组并联的电容二极管组合时，第一组电容二极管组合包括电容C1、变容二极管D1和调谐电压VT1，第二组电容二极管组合包括电容C2、变容二极管D2和调谐电压VT2，第三组电容二极管组合包括电容C3、变容二极管D3和调谐电压VT3；当VT1、VT2为最高调谐电压时，变容二极管D1、D2容值最小，通过调节变容二极管D3的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的频率；当VT1、VT3为最高调谐电压时，变容二极管D1、D3容值最小，通过调节变容二极管D2的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的频率；当VT2、VT3为最高调谐电压时，变容二极管D2、D3容值最小，通过调节变容二极管D1的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的频率。

2.如权利要求1所述的多频段压控振荡器电路，其特征在于，所述振荡模块采用电容三点式振荡电路，或者，所述振荡模块采用电感三点式振荡电路。

3.如权利要求2所述的多频段压控振荡器电路，其特征在于，所述调频模块与所述电容三点式振荡电路中的感抗元件并联或串联；或者，所述调频模块与所述电容三点式振荡电路中的容抗元件并联或串联；或者，所述调频模块与所述电感三点式振荡电路中的感抗元件并联或串联；或者，所述调频模块与所述电感三点式振荡电路中的容抗元件并联或串联。

4.一种通信设备，其特征在于，包括多频段压控振荡器电路，所述多频段压控振荡器电路包括：电源模块、振荡模块、放大模块以及调频模块；

所述电源模块用于为所述多频段压控振荡器电路提供电源；

所述振荡模块用于通过自激振荡产生振荡信号；

所述放大模块用于将所述振荡模块中的产生的所述振荡信号进行放大后输出；

所述调频模块用于设定所述振荡模块产生的所述振荡信号的频率

所述调频模块包括两组或三组并联的电容二极管组合，所述电容二极管组合包括串联在一起的电容和变容二极管，所述变容二极管反向端加有调谐电压；

当所述调频模块包括两组并联的电容二极管组合时，第一组电容二极管组合包括电容C1、变容二极管D1和调谐电压VT1，第二组电容二极管组合包括电容C2、变容二极管D2和调谐电压VT2；当VT1为最高调谐电压时，变容二极管D1容值最小，通过调节变容二极管D2的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的频率；当VT2为最高调谐电压时，变容二极管D2容值最小，通过调节变容二极管D1的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的频率；

当所述调频模块包括三组并联的电容二极管组合时，第一组电容二极管组合包括电容C1、变容二极管D1和调谐电压VT1，第二组电容二极管组合包括电容C2、变容二极管D2和调谐电压VT2，第三组电容二极管组合包括电容C3、变容二极管D3和调谐电压VT3；当VT1、VT2为最高调谐电压时，变容二极管D1、D2容值最小，通过调节变容二极管D3的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的频率；当VT1、VT3为最高调谐电压时，变容二极管D1、D3容值最小，通过调节变容二极管D2的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的频率；当VT2、VT3为最高调谐电压时，变容二极管D2、D3容值最小，通过调节变容二极管D1的容值来改变振荡模块产生的振荡信号的频率。

5.如权利要求4所述的一种通信设备，其特征在于，所述振荡模块采用电容三点式振荡电路，或者，所述振荡模块采用电感三点式振荡电路。

6.如权利要求5所述的一种通信设备，其特征在于，述调频模块与所述电容三点式振荡电路中的感抗元件并联或串联；或者，所述调频模块与所述电容三点式振荡电路中的容抗元件并联或串联；或者，所述调频模块与所述电感三点式振荡电路中的感抗元件并联或串联；或者，所述调频模块与所述电感三点式振荡电路中的容抗元件并联或串联。

7.如权利要求4所述的一种通信设备，其特征在于，所述通信设备为移动终端。

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