CN103607173B - 一种可变压控灵敏度的压控振荡器 - Google Patents
一种可变压控灵敏度的压控振荡器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种可变压控灵敏度的压控振荡器，包括：选频网络及压控灵敏度辅助电路；压控灵敏度辅助电路连接于压控振荡器选频网络的变容二极管处；当压控电压大于预定值时，压控灵敏度辅助电路改变压控灵敏度辅助电路接入压控振荡器的电压以及接入电容。压控振荡器VCO的工作原理是当输入的压控电压变化时，输出频率相应地改变。该VCO通过增加KV辅助电路，改变选频网络的参数来改变VCO的KV特性曲线，调整辅助电路以及选频网络的参数可以获得需要形状的KV特性曲线。当压控电压高于预定值时，该KV辅助电路自动接入压控振荡器，改变压控振荡器的KV特性曲线。该VCO可以根据需要调整VCO的KV特性曲线，不受VCO参数的制约。
Description
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，特别涉及一种可变压控灵敏度的压控振荡器。
背景技术
频率产生单元（FGU，Frequency Generate Unit）在现在通信系统和信息处理系统中十分重要。FGU不仅作为射频通信系统发射机和接收机的本地振荡源和数字信号处理器的时钟源，而且FGU的性能指标直接决定了系统的性能指标。
宽带频率产生单元的设计会遇到频率范围和闭环特性的一致性之间的矛盾。频率范围越宽，压控灵敏度（KV）和分频比变化越大，会导致环路宽带变化越大，从而使得高低频闭环特性差异越大。
宽带频率产生单元的设计核心就是宽带压控振荡器（VCO，Voltage ControlOscillator）的设计和宽带闭环特性的设计，这两者均与KV有关，KV随电压的变化曲线形式直接决定宽带频率产生单元的性能。
目前，KV特性曲线通常是由VCO的硬件参数决定的，改变VCO的硬件参数是改变KV特性曲线的唯一途径。这样，在VCO设计过程中就产生了相位噪声、频率范围与KV曲线特性之间的矛盾。通常情况下优先考虑相位噪声和频率范围，这样出现频率范围的高频点处KV很低，高频点环路带宽很窄，从而导致系统指标很差。
此外，即使频率范围窄、相位噪声低，频率范围和相位噪声很容易满足系统的要求。但KV特性曲线同样会受制约于VCO参数。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可变压控灵敏度的压控振荡器，能够根据需要调整VCO的KV特性曲线，不受VCO参数的制约。
本发明实施例提供一种可变压控灵敏度的压控振荡器，包括：选频网络及压控灵敏度辅助电路；
所述压控灵敏度辅助电路连接于压控振荡器选频网络的变容二极管处；
当压控电压大于预定值时，所述压控灵敏度辅助电路改变压控灵敏度辅助电路接入压控振荡器的电压以及接入电容。
优选地，所述压控灵敏度辅助电路包括：电源VDD、分压模块、开关模块和第一变容模块；
所述分压模块的一端连接电源VDD，所述分压模块的另一端连接第一变容模块中电容的第二端；
所述第一变容模块的第二端连接压控振荡器选频网络中电容的第一端；
所述第一变容模块的第二端通过所述开关模块连接压控振荡器选频网络中变容二极管的阴极；
当所述压控电压大于预定值时，所述开关模块用于将所述压控灵敏度辅助电路接入压控振荡器；当所述压控电压小于或等于所述预定值时，所述开关模块用于将所述压控灵敏度辅助电路与压控振荡器断开连接；
所述压控振荡器选频网络中电容的第二端连接所述压控振荡器选频网络中变容二极管的阳极；
所述压控振荡器选频网络中变容二极管的阴极连接所述压控电压。
优选地，所述开关模块为至少一个普通二极管；
所述普通二极管的阳极连接所述压控振荡器选频网络中变容二极管的阴极；
所述普通二极管的阴极连接所述第一变容模块的第二端。
优选地，所述第一变容模块包括第一变容二极管和第一电容；
所述第一电容的第一端作为所述第一变容模块的第一端；
所述第一电容的第二端连接所述第一变容二极管的阳极；
所述第一变容二极管的阴极作为所述第一变容模块的第二端。
优选地，所述分压模块包括第一分压电阻和第二分压电阻；
所述第一分压电阻的第一端接地；
所述第一分压电阻的第二端通过第二分压电阻连接电源VDD；
所述第一分压电阻的第二端连接所述第一电容的第二端。
优选地，所述选频网络包括至少一个变容模块；
所述选频网络中变容模块中的变容二极管的阴极通过第三电感连接所述压控电压。
优选地，所述压控灵敏度辅助电路还包括第四电阻或第一电感；
所述压控灵敏度辅助电路中的变容模块中的变容二极管的阴极通过所述第四电阻或第一电感接地。
优选地，所述选频网络包括两个所述变容模块，分别为第二变容模块和第三变容模块；
所述第二变容模块包括第二变容二极管和第二电容；
所述第二变容二极管的阳极连接第二电容的第二端，所述第二电容的第一端连接第一变容模块的第一端；所述第二变容二极管的阴极通过所述开关模块连接第一变容模块的第二端；
所述第三变容模块包括第三变容二极管和第三电容；
所述第二变容二极管的阳极连接所述第三变容二极管的阳极；
所述第三变容二极管的阳极连接所述第三电容的第二端，所述第三电容的第一端连接第一变容模块的第一端；所述第三变容二极管的阴极通过所述开关模块连接第一变容模块的第二端。
优选地，所述选频网络还包括：第四变容二极管、第五变容二极管和第二电感；
所述第四变容二极管的阳极通过所述第二电感连接第三变容二极管的阳极；
所述第五变容二极管的阳极通过所述第二电感连接第三变容二极管的阳极；
所述第四变容二极管的阴极连接所述第三变容二极管的阴极；
所述第五变容二极管的阴极连接所述第三变容二极管的阴极。
优选地，当第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管、第四变容二极管和第五变容二极管的参数不变时，所述第二电容的容值和第三电容的容值的和与第一电容的容值的比值决定压控灵敏度KV曲线的形状；
或者，
当所述第二电容的容值和第三电容的容值的和与第一电容的容值的比值不变时，所述第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管、第四变容二极管和第五变容二极管的参数决定了KV曲线的形状。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
压控振荡器VCO的工作原理就是通过输入的压控电压的变化控制输出的频率。因此，当输入的压控电压变化时，输出频率就相应地改变。而本实施例提供的VCO就是通过增加KV辅助电路，改变选频网络的参数来改变VCO的KV特性曲线，通过调整辅助电路以及选频网络的参数可以获得需要形状的KV特性曲线。当压控电压高于预定值时，该KV辅助电路自动接入压控振荡器，从而改变压控振荡器的KV特性曲线。因此，该压控振荡器能够根据需要调整VCO的KV特性曲线，不受VCO参数的制约。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的可变压控灵敏度的压控振荡器实施例一示意图；
图2是本发明提供的可变压控灵敏度的压控振荡器实施例二示意图；
图3是本发明提供的可变压控灵敏度的压控振荡器实施例三电路图；
图4是现有技术中的VCO电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例一：
参见图1，该图为本发明提供的可变压控灵敏度的压控振荡器实施例一示意图。
本发明实施例提供的可变压控灵敏度的压控振荡器，包括：压控灵敏度辅助电路100和选频网络200；
所述压控灵敏度辅助电路100连接于压控振荡器选频网络200的变容二极管处；
当压控电压CV高于预定值时，所述压控灵敏度辅助电路100改变压控灵敏度辅助电路接入压控振荡器的电压以及接入电容。
压控振荡器VCO的工作原理就是通过输入的压控电压的变化控制输出的频率。因此，当输入的压控电压变化时，输出频率就相应地改变。而本实施例提供的VCO就是通过增加KV辅助电路，改变选频网络的参数来改变VCO的KV特性曲线，通过调整辅助电路以及选频网络的参数可以获得需要形状的KV特性曲线。当压控电压高于预定值时，该KV辅助电路自动接入压控振荡器，从而改变压控振荡器的KV特性曲线。因此，该压控振荡器能够根据需要调整VCO的KV特性曲线，不受VCO参数的制约。
实施例二：
参见图2，该图为本发明提供的可变压控灵敏度的压控振荡器实施例二示意图。
本实施例提供的VCO中的压控灵敏度辅助电路包括：电源VDD100a、分压模块100b、开关模块100c和第一变容模块100d；
所述分压模块100b的一端连接电源VDD100a，所述分压模块100b的另一端连接第一变容模块100d中电容的第二端；
所述第一变容模块100d的第二端连接压控振荡器选频网络200中电容的第一端；
所述第一变容模块100d的第二端通过所述开关模块100c连接压控振荡器选频网络200中变容二极管的阴极；
当所述压控电压KV大于预定值时，所述开关模块100c用于将所述压控灵敏度辅助电路接入压控振荡器；当所述压控电压KV小于或等于所述预定值时，所述开关模块100c用于将所述压控灵敏度辅助电路与压控振荡器断开连接；
所述压控振荡器选频网络200中电容的第二端连接所述压控振荡器选频网络中变容二极管的阳极；
所述压控振荡器选频网络200中变容二极管的阴极连接所述压控电压KV。
所述开关模块100c闭合时，第一变容模块100d接入压控振荡器选频网络200中，与压控振荡器选频网络200中的变容模块一起完成选频。并且通过分压模块100b分得电源VDD100a的电压连接入压控振荡器，从而改变压控振荡器的压控电压CV。这样可以改变压控振荡器的KV特性曲线。
实施例三：
参见图3，该图为本发明提供的可变压控灵敏度的压控振荡器实施例三电路图。
需要说明的是，本实施例中的开关模块可以由普通的二极管来实现，只所以成为普通二极管是因为区别于本发明中的变容二极管。普通二极管具有单向导通特性。
所述开关模块为至少一个普通二极管；
可以理解的是，开关模块可以包括多个普通二极管相并联，也可以多个二极管相串联。对外呈现的只不过是导通压降的区别。
图3中以开关模块为一个普通二极管为例进行说明。
所述普通二极管D8002的阳极连接所述压控振荡器选频网络中变容二极管的阴极；如图中的变容二极管D8003和D8004。
所述普通二极管D8002的阴极连接所述第一变容模块的第二端，即连接D8001的阴极。
所述第一变容模块包括第一变容二极管D8001和第一电容C8004；
所述第一电容C8004的第一端作为所述第一变容模块的第一端；
所述第一电容C8004的第二端连接所述第一变容二极管的阳极；
所述第一变容二极管D8001的阴极作为所述第一变容模块的第二端。
需要说明的是，本实施例中的分压模块包括第一分压电阻R8002和第二分压电阻R8003；
所述第一分压电阻R8002的第一端接地；
所述第一分压电阻R8002的第二端通过第二分压电阻R8003连接电源VDD；
所述第一分压电阻R8002的第二端连接所述第一电容的第二端。
从图中可以看出，D8001阳极的电压为R8002上的电压。
可以理解的是，分压模块可以由其他分压电路来实现，不局限于本实施例提供的两个电阻分压的情况。可以为多个电阻分压，其中多个电阻之间可以串并联。
本实施例中，所述压控灵敏度辅助电路100还包括第四电阻R8005或第一电感（图中未示出）；即图3中的R8005也可以由第一电感来替代。
所述压控灵敏度辅助电路100中的变容模块中的变容二极管的阴极通过所述第四电阻R8005或第一电感接地。
需要说明的是，本实施例提供的VCO选频网络包括至少一个变容模块；可以为多个变容模块之间互相并联，如图3所示，选频网络包括两个变容模块并联，可以理解的是，也可以包括三个变容模块并联。
所述选频网络的变容模块中变容二极管的阴极通过第三电感L8004连接所述压控电压CV。
下面以本实施例中选频网络中包括两个变容模块为例进行介绍，所述选频网络包括两个所述变容模块，分别为第二变容模块和第三变容模块；
所述第二变容模块包括第二变容二极管D8003和第二电容C8008；
所述第二变容二极管D8003的阳极连接第二电容C8008的第二端，所述第二电容C8008的第一端连接第一变容模块的第一端；所述第二变容二极管D8003的阴极通过所述开关模块连接第一变容模块的第二端；
所述第三变容模块包括第三变容二极管D8004和第三电容C8010；
所述第二变容二极管D8003的阳极连接所述第三变容二极管D8004的阳极；
所述第三变容二极管D8004的阳极连接所述第三电容C8010的第二端，所述第三电容C8010的第一端连接第一变容模块的第一端；所述第三变容二极管D8004的阴极通过所述开关模块连接第一变容模块的第二端。
本实施例中，所述选频网络还包括：第四变容二极管D8005、第五变容二极管D8006和第二电感L8005；
所述第四变容二极管D8005的阳极通过所述第二电感L8005连接第三变容二极管D8004的阳极；
所述第五变容二极管D8006的阳极通过所述第二电感L8005连接第三变容二极管D8004的阳极；
所述第四变容二极管D8005的阴极连接所述第三变容二极管D8004的阴极；
所述第五变容二极管D8006的阴极连接所述第三变容二极管D8004的阴极。
在本实施例中，当CV电压较低时，D8002处于截止状态，此时D8001处于正偏，容值很小，对KV的影响较小；当CV电压较大时，D8002导通，随着CV电压的增大，D8001处于反偏状态，KV辅助电路参与VCO振荡，改变VCO电路的KV曲线。
KV辅助电路具体接入对应的CV值由VCC_KV及分压电阻R8002、R8003决定。
本发明实施例提供的VCO中，当第一变容二极管D8001、第二变容二极管D8003、第三变容二极管D8004、第四变容二极管D8005和第五变容二极管D8006的参数不变时，所述第二电容C8008的容值和第三电容C8010的容值的和与第一电容C8004的容值的比值决定压控灵敏度KV曲线的形状；
或者，
当所述第二电容C8008的容值和第三电容C8010的容值的和与第一电容C8004的容值的比值不变时，所述第一变容二极管D8001、第二变容二极管D8003、第三变容二极管D8004、第四变容二极管D8005和第五变容二极管D8006的参数决定了KV特性曲线的形状。
本发明实施例提供的VCO，可以通过改变变容二极管或者电容的值来调节需要的KV特性曲线。
为了使本领域技术人员更好地理解和实施本发明的技术方案，下面介绍现有技术中的VCO电路图。参见图4，该图为现有技术中的VCO电路图。
对于图3和图4可以看出，图3中比图4中增加了方框内的电路，即KV辅助电路100。KV辅助电路100与原有的VCO的连接关系已经在图3对应的实施例中作了详细介绍，在此不再赘述。本发明提供的VCO是通过增加KV辅助电路来改变接入VCO的CV值以及改变选频网络中的参数。实质上本发明提供的KV辅助电路通过增加变容模块的个数，变容模块与原VCO中的变容模块相并联，可以并联一个，也可以并联多个。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种可变压控灵敏度的压控振荡器，其特征在于，包括：选频网络及压控灵敏度辅助电路；
所述压控灵敏度辅助电路连接于压控振荡器选频网络的变容二极管处；
当压控电压大于预定值时，所述压控灵敏度辅助电路改变压控灵敏度辅助电路接入压控振荡器的电压以及接入电容；
所述压控灵敏度辅助电路包括：电源VDD、分压模块、开关模块和第一变容模块；
所述分压模块的一端连接电源VDD，所述分压模块的另一端连接第一变容模块中电容的第二端；
所述第一变容模块的第二端连接压控振荡器选频网络中电容的第一端；
所述第一变容模块的第二端通过所述开关模块连接压控振荡器选频网络中变容二极管的阴极；
当所述压控电压大于预定值时，所述开关模块用于将所述压控灵敏度辅助电路接入压控振荡器；当所述压控电压小于或等于所述预定值时，所述开关模块用于将所述压控灵敏度辅助电路与压控振荡器断开连接；
所述压控振荡器选频网络中电容的第二端连接所述压控振荡器选频网络中变容二极管的阳极；
所述压控振荡器选频网络中变容二极管的阴极连接所述压控电压。
2.根据权利要求1所述的可变压控灵敏度的压控振荡器，其特征在于，所述开关模块为至少一个普通二极管；
所述普通二极管的阳极连接所述压控振荡器选频网络中变容二极管的阴极；
所述普通二极管的阴极连接所述第一变容模块的第二端。
3.根据权利要求1所述的可变压控灵敏度的压控振荡器，其特征在于，所述第一变容模块包括第一变容二极管和第一电容；
所述第一电容的第一端作为所述第一变容模块的第一端；
所述第一电容的第二端连接所述第一变容二极管的阳极；
所述第一变容二极管的阴极作为所述第一变容模块的第二端。
4.根据权利要求3所述的可变压控灵敏度的压控振荡器，其特征在于，所述分压模块包括第一分压电阻和第二分压电阻；
所述第一分压电阻的第一端接地；
所述第一分压电阻的第二端通过第二分压电阻连接电源VDD；
所述第一分压电阻的第二端连接所述第一电容的第二端。
5.根据权利要求3所述的可变压控灵敏度的压控振荡器，其特征在于，所述选频网络包括至少一个变容模块；
所述选频网络中变容模块中的变容二极管的阴极通过第三电感连接所述压控电压。
6.根据权利要求1所述的可变压控灵敏度的压控振荡器，其特征在于，所述压控灵敏度辅助电路还包括第四电阻或第一电感；
所述压控灵敏度辅助电路中的变容模块中的变容二极管的阴极通过所述第四电阻或第一电感接地。
7.根据权利要求5所述的可变压控灵敏度的压控振荡器，其特征在于，所述选频网络包括两个所述变容模块，分别为第二变容模块和第三变容模块；
所述第二变容模块包括第二变容二极管和第二电容；
所述第二变容二极管的阳极连接第二电容的第二端，所述第二电容的第一端连接第一变容模块的第一端；所述第二变容二极管的阴极通过所述开关模块连接第一变容模块的第二端；
所述第三变容模块包括第三变容二极管和第三电容；
所述第二变容二极管的阳极连接所述第三变容二极管的阳极；
所述第三变容二极管的阳极连接所述第三电容的第二端，所述第三电容的第一端连接第一变容模块的第一端；所述第三变容二极管的阴极通过所述开关模块连接第一变容模块的第二端。
8.根据权利要求7所述的可变压控灵敏度的压控振荡器，其特征在于，所述选频网络还包括：第四变容二极管、第五变容二极管和第二电感；
所述第四变容二极管的阳极通过所述第二电感连接第三变容二极管的阳极；
所述第五变容二极管的阳极通过所述第二电感连接第三变容二极管的阳极；
所述第四变容二极管的阴极连接所述第三变容二极管的阴极；
所述第五变容二极管的阴极连接所述第三变容二极管的阴极。
9.根据权利要求8所述的可变压控灵敏度的压控振荡器，其特征在于，当第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管、第四变容二极管和第五变容二极管的参数不变时，所述第二电容的容值和第三电容的容值的和与第一电容的容值的比值决定压控灵敏度KV曲线的形状；
或者，
当所述第二电容的容值和第三电容的容值的和与第一电容的容值的比值不变时，所述第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管、第四变容二极管和第五变容二极管的参数决定了KV曲线的形状。
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| Title |
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| 具有良好压控特性的压控晶体振荡器的设计;胡上 等;《宇航计测技术》;20091231;第29卷(第6期);第60-65页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103607173A (zh) | 2014-02-26 |
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