CN103684257B - 一种压控振荡器电压补偿电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于电路领域，提供了一种压控振荡器电压补偿电路。在本发明中，通过精密基准稳压管给压控振荡器电压补偿电路提供一个精密基准的工作电压，控制电压调节模块的阻值随温度变化而变化，进而使控制电压调节模块的电压输出端的电压也随温度发生变化，输出一个随温度变化的电压给压控振荡器进行电压补偿，使压控振荡器在温度发生变化时，也能保持稳定的输出频率，解决了压控振荡器在固定工作电压控制下温度变化时频率变化大，调试困难，器件参数不一致的问题。

Description

一种压控振荡器电压补偿电路

技术领域

本发明属于电路领域，尤其涉及一种压控振荡器电压补偿电路。

背景技术

压控振荡器（VCO）在无线系统和通信系统中是十分常见的组成部分。目前基于变容二极管的单片半导体VCO集成电路已经非常成熟而且广泛应用。

但是由于半导体材料特性所决定，单片半导体VCO集成电路的温度特性较差。如一个设定为100MHz的振荡器，在固定工作电压控制下当温度从25℃升到100℃，频率可能从100.00MHz降至98.5MHz，变化达1.5%，而且其变化是非线性的。对于工作环境比较苛刻、使用温度范围比较宽、要求频率变化小的系统，设计人员不得不想尽各种办法进行补偿，但是由于器件参数的离散性及布板的差异，使得补偿效果往往并不尽人意，或调试非常困难，器件参数一致性差。

发明内容

本发明提供一种压控振荡器电压补偿电路，旨在解决现有技术中压控振荡器受温度影响情况下频率不稳定，且变化较大，调试困难，器件参数一致性差等问题。

为了解决上述问题，本发明是这样实现的：一种压控振荡器电压补偿电路，分别与压控振荡器和电源连接，所述压控振荡器包括工作电压输入端、补偿电压输入端以及接地端，所述压控振荡器电压补偿电路包括：

第一端与所述电源连接，为所述压控振荡器电压补偿电路提供过流保护的限流电阻R1；

负极与所述限流电阻R1的第二端连接，正极接地，为所述压控振荡器电压补偿电路和压控振荡器提供精密基准的工作电压的精密基准稳压管DZ1；以及

输入端接所述限流电阻R1与所述精密基准稳压管DZ1的公共连接端和所述压控振荡器的工作电压输入端，接地端和所述压控振荡器的接地端共接于地，电压输出端接所述压控振荡器的补偿电压输入端，输出一个随温度变化而变化的电压给所述压控振荡器的补偿电压输入端的控制电压调节模块。

进一步地，所述控制电压调节模块包括：热敏电阻RT1、热敏电阻RT2、厚膜电阻R2、厚膜电阻R3、厚膜电阻R4、以及厚膜电阻R5；

所述热敏电阻RT1的第一端为所述控制电压调节模块的输入端，所述热敏电阻RT1的第二端接所述厚膜电阻R2的第一端，所述厚膜电阻R3的第一端接所述热敏电阻RT1的第一端，所述厚膜电阻R3的第二端和所述厚膜电阻R2的第二端共接于所述热敏电阻RT2的第一端和所述厚膜电阻R5的第一端，所述厚膜电阻R2与所述厚膜电阻R3的公共连接端为所述控制电压调节模块的电压输出端，所述热敏电阻RT2的第二端接所述厚膜电阻R4的第一端，所述厚膜电阻R5的第二端接于所述厚膜电阻R4的第二端，所述厚膜电阻R5和所述厚膜电阻R4的公共连接端为所述控制电压调节模块的接地端。

进一步地，所述热敏电阻RT1和所述热敏电阻RT2分别为负温度系数热敏电阻。

本发明还提供了一种调频信号发射器电路，与音频信号源连接，包括压控振荡器和与所述压控振荡器连接的调频信号发射模块，所述压控振荡器包括工作电压输入端、补偿电压输入端、接地端、信号输入端以及信号输出端，所述压控振荡器的工作电压输入端和信号输入端为同一端，所述调频信号发射器电路还包括：

第一端接所述压控振荡器的信号输入端，第二端与音频信号源连接的滤波电容C1；和

与所述压控振荡器的信号输入端连接，控制所述压控振荡器稳频工作的压控振荡器电压补偿电路。

进一步地，所述压控振荡器电压补偿电路包括：第一端与所述电源连接，为所述压控振荡器电压补偿电路提供过流保护的限流电阻R1；

负极与所述限流电阻R1的第二端连接，正极接地，为所述压控振荡器电压补偿电路和压控振荡器提供精密基准的工作电压的精密基准稳压管DZ1；以及

输入端接所述限流电阻R1与所述精密基准稳压管DZ1的公共连接端和所述压控振荡器的工作电压输入端，接地端和所述压控振荡器的接地端共接于地，电压输出端接所述压控振荡器的补偿电压输入端，输出一个随温度变化而变化的电压给所述压控振荡器的补偿电压输入端的控制电压调节模块。

进一步地，所述控制电压调节模块包括：热敏电阻RT1、热敏电阻RT2、厚膜电阻R2、厚膜电阻R3、厚膜电阻R4、以及厚膜电阻R5；

所述热敏电阻RT1的第一端为所述控制电压调节模块的输入端，所述热敏电阻RT1的第二端接所述厚膜电阻R2的第一端，所述厚膜电阻R3的第一端接所述热敏电阻RT1的第一端，所述厚膜电阻R3的第二端和所述厚膜电阻R2的第二端共接于所述热敏电阻RT2的第一端和所述厚膜电阻R5的第一端，所述厚膜电阻R2与所述厚膜电阻R3的公共连接端为所述控制电压调节模块的电压输出端，所述热敏电阻RT2的第二端接所述厚膜电阻R4的第一端，所述厚膜电阻R5的第二端接于所述厚膜电阻R4的第二端，所述厚膜电阻R5和所述厚膜电阻R4的公共连接端为所述控制电压调节模块的接地端。

进一步地，所述热敏电阻RT1和所述热敏电阻RT2分别为负温度系数热敏电阻。

在本发明中，通过精密基准稳压管给压控振荡器电压补偿电路提供一个精密基准的工作电压，控制电压调节模块的阻值随温度变化而变化，进而使控制电压调节模块的电压输出端的电压也随温度发生变化，输出一个随温度变化的电压给压控振荡器进行电压补偿，使压控振荡器在温度发生变化时，也能保持稳定的输出频率，解决了压控振荡器在在固定工作电压控制下温度变化时频率变化大，调试困难，器件参数不一致的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中提供的压控振荡器电压补偿电路的模块结构图；

图2是本发明实施例中提供的压控振荡器电压补偿电路的电路结构图；

图3是本发明实施例中提供的调频信号发射器电路的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

如图1所示，压控振荡器电压补偿电路200，分别与压控振荡器300和电源100连接，压控振荡器300包括工作电压输入端、补偿电压输入端以及接地端，压控振荡器电压补偿电路200包括：

第一端与电源100连接，为压控振荡器电压补偿电路200提供过流保护的限流电阻R1；

负极与限流电阻R1的第二端连接，正极接地，为压控振荡器电压补偿电路200和压控振荡器300提供精密基准的工作电压的精密基准稳压管DZ1；以及

输入端接限流电阻R1与精密基准稳压管DZ1的公共连接端和压控振荡器的工作电压输入端，接地端和压控振荡器300的接地端共接于地，电压输出端接压控振荡器300的补偿电压输入端，输出一个随温度变化而变化的电压给压控振荡器300的控制电压调节模块200。

进一步地，如图2所示，控制电压调节模块102包括：热敏电阻RT1、热敏电阻RT2、厚膜电阻R2、厚膜电阻R3、厚膜电阻R4、以及厚膜电阻R5；

热敏电阻RT1第一端为控制电压调节模块102的输入端，热敏电阻RT1的第二端接厚膜电阻R2的第一端，厚膜电阻R3的第一端接热敏电阻RT1的第一端，厚膜电阻R3的第二端和厚膜电阻R2的第二端共接于热敏电阻RT2的第一端和厚膜电阻R5的第一端，厚膜电阻R2与厚膜电阻R3的公共连接端为控制电压调节模块102的电压输出端，热敏电阻RT2的第二端接厚膜电阻R4的第一端，厚膜电阻R5的第二端接于厚膜电阻R4的第二端，所述厚膜电阻R5和厚膜电阻R4的公共连接端为控制电压调节模块102的接地端。

进一步地，热敏电阻RT1和热敏电阻RT2分别为负温度系数热敏电阻。

作为本发明一实施例，厚膜电阻R2、厚膜电阻R3、厚膜电阻R4以及厚膜电阻R5的温度系数一般在几十PPM范围内。

下面结合本实施例对压控振荡器电压补偿电路的实现原理进行说明：

电源101给压控振荡器电压补偿电路100和压控振荡器200提供一个工作电压，精密基准稳压管DZ1在通电后，给压控振荡器电压补偿电路100提供一个精密基准的基准电压，使电路工作更稳定，热敏电阻RT1和热敏电阻RT2为系数可调的负温度系数热敏电阻，在通电后，其阻值受温度影响较大，在热敏电阻RT1和热敏电阻RT2阻值确定后，厚膜电阻R2和厚膜电阻R4分别具有降低热敏电阻RT1系数和热敏电阻RT2系数的作用，热敏电阻RT1和热敏电阻RT2分别与厚膜电阻R3和厚膜电阻R4并联后，构成对基准电压的分压，通过控制电压调节模块102电压输出端输出，对压制振荡器200进行电压补偿，提供给压控振荡器200一个随温度变化的电压，进而使使输出频率保持稳定。

在本发明实施例中，可以将压控振荡器电压补偿电路作为调频信号发射器使用，在压控振荡器电压补偿电路中，压控振荡器输出稳定的频率，可以使生成的信号更加稳定，效果更好。

如图3所示，本发明还提供了一种调频信号发射器电路，与音频信号源400连接，包括压控振荡器300和与压控振荡器300连接的调频信号发射模块500，压控振荡器300包括工作电压输入端、补偿电压输入端、接地端、信号输入端以及信号输出端，压控振荡器300的工作电压输入端和信号输入端为同一端，调频信号发射器电路还包括：

第一端与压控振荡器300的信号输入端连接，第二端与音频信号源400连接的滤波电容C1；和

与压控振荡器300的信号输入端连接，控制压控振荡器300稳频工作的压控振荡器电压补偿电路200。

进一步地，如图2所示，压控振荡器电压补偿电路包括：第一端与电源100连接，为压控振荡器电压补偿电路200提供过流保护的限流电阻R1；负极与限流电阻R1的第二端连接，正极接地，为压控振荡器电压补偿电路200和压控振荡器300提供精密基准的工作电压的精密基准稳压管DZ1；以及

输入端接限流电阻R1与精密基准稳压管DZ1的公共连接端和压控振荡器300的工作电压输入端，接地端和压控振荡器300的接地端共接于地，电压输出端接压控振荡器300的补偿电压输入端，输出一个随温度变化而变化的电压给所述压控振荡器300的控制电压调节模块201。

进一步地，控制电压调节模块201包括：热敏电阻RT1、热敏电阻RT2、厚膜电阻R2、厚膜电阻R3、厚膜电阻R4、以及厚膜电阻R5；

热敏电阻RT1的第一端为控制电压调节模块201的输入端，热敏电阻RT1的第二端接所述厚膜电阻R2的第一端，厚膜电阻R3的第一端接热敏电阻RT1的第一端，厚膜电阻R3的第二端和厚膜电阻R2的第二端共接于热敏电阻RT2的第一端和厚膜电阻R5的第一端，厚膜电阻R2与厚膜电阻R3的公共连接端为控制电压调节模块201的电压输出端，热敏电阻RT2的第二端接厚膜电阻R4的第一端，厚膜电阻R5的第二端接于厚膜电阻R4的第二端，厚膜电阻R5和厚膜电阻R4的公共连接端为控制电压调节模块201的接地端。

进一步地，热敏电阻RT1和所述热敏电阻RT2分别为负温度系数热敏电阻。

在本发明实施例中，提供的控制电压调节模块201的电路结构仅为本发明最佳实施方案，还可以有其他实现相同功能的模块。

在本发明实施例中，还可以采用导热性能良好的AI₂O₃的陶瓷作为基板，厚膜电阻R2-R5采用印刷工艺烧结在陶瓷基板上的工艺。陶瓷基板的高导热性将压控振荡器200和压控振荡器电压补偿电路100处于一个基本平衡的等温度梯度上，使补偿效果更为完善。

在本发明实施例中，通过精密基准稳压管给压控振荡器电压补偿电路提供一个精密基准的电压，根据温度变化对热敏电阻具有较大的影响，进而改变控制电压调节模块的阻值，使控制电压调节模块的电压输出端的电压随温度发生变化，输出一个随温度变化的电压给压控振荡器进行电压补偿，使压控振荡器在温度发生变化时，也能保持稳定的输出频率，解决了压控振荡器在固定工作电压控制下温度变化时频率变化大，调试困难，器件参数不一致的问题。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种压控振荡器电压补偿电路，分别与压控振荡器和电源连接，所述压控振荡器包括工作电压输入端、补偿电压输入端以及接地端，其特征在于，所述压控振荡器电压补偿电路包括：

第一端与所述电源连接，为所述压控振荡器电压补偿电路提供过流保护的限流电阻R1；

负极与所述限流电阻R1的第二端连接，正极接地，为所述压控振荡器电压补偿电路和压控振荡器提供精密基准的工作电压的精密基准稳压管DZ1；以及

输入端接所述限流电阻R1与所述精密基准稳压管DZ1的公共连接端和所述压控振荡器的工作电压输入端，接地端和所述压控振荡器的接地端共接于地，电压输出端接所述压控振荡器的补偿电压输入端，输出一个随温度变化而变化的电压给所述压控振荡器的控制电压调节模块；

所述控制电压调节模块包括：

热敏电阻RT1、热敏电阻RT2、厚膜电阻R2、厚膜电阻R3、厚膜电阻R4、以及厚膜电阻R5；

所述热敏电阻RT1的第一端为所述控制电压调节模块的输入端，所述热敏电阻RT1的第二端接所述厚膜电阻R2的第一端，所述厚膜电阻R3的第一端接所述热敏电阻RT1的第一端，所述厚膜电阻R3的第二端和所述厚膜电阻R2的第二端共接于所述热敏电阻RT2的第一端和所述厚膜电阻R5的第一端，所述厚膜电阻R2与所述厚膜电阻R3的公共连接端为所述控制电压调节模块的电压输出端，所述热敏电阻RT2的第二端接所述厚膜电阻R4的第一端，所述厚膜电阻R5的第二端接于所述厚膜电阻R4的第二端，所述厚膜电阻R5和所述厚膜电阻R4的公共连接端为所述控制电压调节模块的接地端。

2.如权利要求1所述的压控振荡器电压补偿电路，其特征在于，所述热敏电阻RT1和所述热敏电阻RT2分别为负温度系数热敏电阻。

3.一种调频信号发射器电路，与音频信号源连接，包括压控振荡器和与所述压控振荡器连接的调频信号发射模块，所述压控振荡器包括工作电压输入端、补偿电压输入端、接地端、信号输入端以及信号输出端，所述压控振荡器的工作电压输入端和信号输入端为同一端，其特征在于，所述调频信号发射器电路还包括：

第一端与所述压控振荡器的信号输入端连接，第二端与音频信号源连接的滤波电容C1；和

与所述压控振荡器的信号输入端连接，控制所述压控振荡器稳频工作的压控振荡器电压补偿电路。

4.如权利要求3所述的调频信号发射器电路，其特征在于，所述压控振荡器电压补偿电路包括：

第一端与电源连接，为所述压控振荡器电压补偿电路提供过流保护的限流电阻R1；

负极与所述限流电阻R1的第二端连接，正极接地，为所述压控振荡器电压补偿电路和压控振荡器提供精密基准的工作电压的精密基准稳压管DZ1；以及

输入端接所述限流电阻R1与所述精密基准稳压管DZ1的公共连接端和所述压控振荡器的工作电压输入端，接地端和所述压控振荡器的接地端共接于地，电压输出端接所述压控振荡器的补偿电压输入端，输出一个随温度变化而变化的电压给所述压控振荡器的控制电压调节模块。

5.如权利要求3所述的调频信号发射器电路，其特征在于，所述控制电压调节模块包括：

热敏电阻RT1、热敏电阻RT2、厚膜电阻R2、厚膜电阻R3、厚膜电阻R4、以及厚膜电阻R5；

所述热敏电阻RT1的第一端为所述控制电压调节模块的输入端，所述热敏电阻RT1的第二端接所述厚膜电阻R2的第一端，所述厚膜电阻R3的第一端接所述热敏电阻RT1的第一端，所述厚膜电阻R3的第二端和所述厚膜电阻R2的第二端共接于所述热敏电阻RT2的第一端和所述厚膜电阻R5的第一端，所述厚膜电阻R2与所述厚膜电阻R3的公共连接端为所述控制电压调节模块的电压输出端，所述热敏电阻RT2的第二端接所述厚膜电阻R4的第一端，所述厚膜电阻R5的第二端接于所述厚膜电阻R4的第二端，所述厚膜电阻R5和所述厚膜电阻R4的公共连接端为所述控制电压调节模块的接地端。

6.如权利要求5所述的调频信号发射器电路，其特征在于，所述热敏电阻RT1和所述热敏电阻RT2分别为负温度系数热敏电阻。