CN106899280A - 一种多谐振模态振荡电路 - Google Patents

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王勇
熊永忠
李虎
李一虎
邓小东
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    • H03K3/01—Details
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种多谐振模态振荡电路，本发明包括振荡器，以及分别连接到振荡器两端的若干个振荡回路；每个振荡回路均包含调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器。本发明利用调谐放大器、隔离缓冲器和多回路结构构成一种新的多模态振荡电路，具有良好的稳定性和频率选择特性。本发明的性能可靠，优于其他设计，适用于提供时钟基准和传感器系统等用来提高温度稳定性、精确度、线性度等。

Description

一种多谐振模态振荡电路
技术领域
本发明涉及一种谐振电路，具体涉及一种多谐振模态振荡电路。
背景技术
振荡器包括石英晶体振荡器、微机电系统，微波器件振荡器、声波振荡器等被广泛用于提供时钟基准；除此之外，也被用于测量传感，监测温度、压力、液体和气体密度等。多模态振荡器具有多个谐振频率，这些频率接近基波的倍数，但与其不同。与单模态振荡器相比，多模态振动器可以利用多个谐振频率不同的物理特性，从而实现更高的精确度、灵敏度、线性度等。
在众振荡电路中，有一种代表性的双模态振荡电路是用单增益回路来提供双模振荡(即振荡在两个不同的频率)，然后利用滤波器来筛选出两个频率的信号。这种双模振荡电路结构简单、面积小、功耗低。然而，这种振荡电路是非常不稳定的，极容易被锁频道单一频率。此外，所涉及到的滤波电路非常难实现，因为此滤波器必须能够区别出高模态振荡频率和基波的高次谐波。
其他类型的双模态振荡器用到两个增益回路；如其中一个回路振荡器在本振频率，另外一个回路振荡在高次模态。这种双模态振荡电路又可以分为三类。第一种用了两个Colpitts类型振荡电路和两个窄带滤波器。这种双模振荡电路非常可靠，因为由于窄带滤波器的关系，每个回路表现出了非常好的频率选择特性。然而，窄带滤波器价格昂贵，且无法与硅基电路集成。第二种利用了两个共基/栅电感-电容振荡电路，两个基/栅极接到同一个振荡器上。第三种用了两个Bulter电感-电容振荡电路，并在射/源极接到同一个振荡器上，振荡器作为负反馈器件。对第二种和第三种来说，对非需要频率的抑制决定于不同回路中电感电容期间的特性。然而，这两种电路频率可靠性差，特别是在单片硅基集成电路中，电感的品质低，使电路非常不稳定。因此，具有良好稳定性和频率筛选性的多模态振荡电路是急需的。
发明内容
为了改善上述问题，本发明提供了一种具有良好稳定性、良好频率筛选性的多模态振荡电路。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种多谐振模态振荡电路，包括振荡器，以及分别连接到振荡器两端的若干个振荡回路；每个振荡回路均包含调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器。
具体地，每个振荡回路均包含若干个间隔设置的调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器，且每个振荡回路与振荡器相连接的两端均为隔离缓冲器。
具体地，每个振荡回路均包含若干个间隔设置的调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器，且每个振荡回路与振荡器相连接的两端分别为调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器。
具体地，每个振荡回路均包含依次相连的若干个调谐放大器和一个隔离缓冲器。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明利用调谐放大器、隔离缓冲器和多回路结构构成一种新的多模态振荡电路，具有良好的稳定性和频率选择特性。本发明的性能可靠，优于其他设计，适用于提供时钟基准和传感器系统等用来提高温度稳定性、精确度、线性度等。
附图说明
图1为本发明-实施例1的电路框图。
图2为本发明-实施例2的电路框图。
图3为本发明-实施例3的电路框图。
图4为本发明的一个设计实例。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1
如图1所示，一种多谐振模态振荡电路，包括振荡器，以及分别连接到振荡器两端的若干个(N个)振荡回路；每个振荡回路均包含若干个调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器。其中，每个振荡回路中的调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器间隔设置，且每个振荡回路与振荡器相连接的两端均为隔离缓冲器。
在这种结构中，N个振荡回路在振荡器两个端口连接到一起，用来产生N个不同模态振荡频率信号。在每个回路中，可以有一个级或者多个级；级的个数取决于所需要的稳定性和频率筛选特性。在这，每级包含一个调谐放大器或滤波器和一个隔离缓冲器，调谐放大器或滤波器的中心频率和此回路想得到的模态频率相同，输出信号可以从任何一个节点得到，但是从最后一级的输出端获得是最佳的，因为，在这个节点信号的幅值是最大的也是最纯净的。隔离缓冲器插入在相邻两个调谐放大器或滤波器之间来避免两个调谐放大器或滤波器直接连接，这种连接会改变调谐放大器或滤波器的频率特性。
实施例2
如图2所示，一种多谐振模态振荡电路，包括振荡器，以及分别连接到振荡器两端的若干个(N个)振荡回路；每个振荡回路均包含若干个调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器。其中，每个振荡回路中的调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器间隔设置，且每个振荡回路与振荡器相连接的两端分别为调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器。在这种结构当中，相对于实施例1来说是将第一级调谐放大器前面的隔离缓冲器被拿掉了。
实施例3
如图3所示，一种多谐振模态振荡电路，包括振荡器，以及分别连接到振荡器两端的若干个(N个)振荡回路；每个振荡回路均包含依次相连的若干个调谐放大器和一个隔离缓冲器。
在这种结构当中，除了最后一级输出端的隔离缓冲外，实施例1中的隔离缓冲放大器都被拿掉了。这是因为调谐振荡器本身具有隔离输入端和输出端的特性。然而，最末端的隔离缓冲器是必须的，因为如果没有这个隔离缓冲器的话，每个回路中最后一级的电感电容会短接到一起，从而扰乱所有回路频率响应；此外，调谐放大器和隔离缓冲器可以提供增益。
如图4所示，为本发明的一个设计实例，这是一个双模态振荡电路，它有两个回路，每个回路中各有两个调谐放大器和三个隔离缓冲器(调谐放大器和隔离缓冲器间隔设置)。每个回路的增益可以通过调节调谐放大器的基准电压或者隔离缓冲器的可控反馈电阻实现。如果并联多个这样的回路，就可以实现多模态振荡。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种多谐振模态振荡电路，其特征在于，包括振荡器，以及分别连接到振荡器两端的若干个振荡回路；每个振荡回路均包含调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器。
2.根据权利要求1所述的一种多谐振模态振荡电路，其特征在于，每个振荡回路均包含若干个间隔设置的调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器，且每个振荡回路与振荡器相连接的两端均为隔离缓冲器。
3.根据权利要求1所述的一种多谐振模态振荡电路，其特征在于，每个振荡回路均包含若干个间隔设置的调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器，且每个振荡回路与振荡器相连接的两端分别为调谐放大器/滤波器和隔离缓冲器。
4.根据权利要求1所述的一种多谐振模态振荡电路，其特征在于，每个振荡回路均包含依次相连的若干个调谐放大器和一个隔离缓冲器。
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