CN111010094B - 一种分布式结构的振荡器电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分布式结构的振荡器电路，包括输入匹配电感LGi、输出匹配电感LDi和前向增益单元，且输入匹配电感LGi相互串联形成双向输入人工传输线，输出匹配电感LDi相互串联形成双向输出人工传输线，前向增益单元设置在输入匹配电感LGi和输出匹配电感LDi之间，方向为由输入匹配电感LGi向输出匹配电感LDi，输入匹配电感LGi和输出匹配电感LDi之间还设置有反向增益单元，通过反向增益单元改变信号放大方向，进而产生反馈环路，双向输入人工传输线和双向输出人工传输线的两端均设置有选频调谐网络。通过改变分布式放大器的部分增益单元的信号放大方向，从而产生正反馈环路，并通过增加选频调谐网络进行选频，从而实现振荡器功能。

Description

一种分布式结构的振荡器电路
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种分布式结构的振荡器电路。
背景技术
宽频带振荡器是通信系统不可或缺的核心组成部分，其调谐范围的宽窄将影响其应用的场合。LC电压控制振荡器可以通过改变谐振回路的容抗管电容值来实现频率调谐，但采用容抗管作为频率调谐元件最大仅能达到20％左右的频率调谐范围。环型振荡器虽然可以通过多种技术调节延迟单元的延迟时间来改变振荡频率，从而实现较宽的调谐范围，但其频率调谐范围一般都不会超过三倍。以上提到的技术都无法满足频率调谐范围需要多倍频程的应用。分布式放大器由于其结构上的特性，能够突破放大器增益带宽积的限制，实现更宽频带的信号放大。通过改变分布式放大器中部分增益单元的信号放大方向，能够实现宽频率调谐范围的振荡器功能，从而满足相应的应用需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种分布式结构的振荡器电路，通过改变分布式放大器的部分增益单元的信号放大方向，从而产生正反馈环路，并通过增加选频调谐网络进行选频，从而实现振荡器功能。
本发明提供一种分布式结构的振荡器电路，包括输入匹配电感LGi、输出匹配电感LDi和前向增益单元，所述输入匹配电感LGi的数量至少为一个，输出匹配电感LDi的数量至少为一个，且输入匹配电感LGi相互串联形成双向输入人工传输线，输出匹配电感LDi相互串联形成双向输出人工传输线，前向增益单元设置在输入匹配电感LGi和输出匹配电感LDi之间，方向为由输入匹配电感LGi向输出匹配电感LDi，所述输入匹配电感LGi和输出匹配电感LDi之间还设置有反向增益单元，通过反向增益单元改变信号放大方向，进而产生反馈环路，所述双向输入人工传输线和双向输出人工传输线的两端均设置有频调谐网络。
进一步改进在于：所述选频调谐网络串联负载电阻后接地。
进一步改进在于：所述增益单元电路确定之后，再确定其中的匹配电感LGi和LDi。
进一步改进在于：所述增益单元的输入端对电路进行开环处理，根据梅森公式可以计算得到环路增益TRi，通过振荡器的振荡平衡条件TRi＝1获得所需的匹配电感值。
振荡器中存在多个反馈环，可根据控制理论对电路进行分析，其中GFi为进行正向信号放大的增益单元的传递函数，GBi为进行反向信号放大的增益单元的传递函数，TGFi为信号沿输入人工传输线从节点gi传输至节点g(i+1)的传递函数，TGBi为信号沿输入人工传输线从节点g(i+1)传输至节点gi的传递函数,TDFi为信号沿输入人工传输线从节点di传输至节点d(i+1)的传递函数，TDBi为信号沿输入人工传输线从节点d(i+1)传输至节点di的传递函数。
其中
Figure BDA0002326580170000021
分别为输入和输出人工传输线上信号从节点gi(di)传输至节点gj(dj)的传递函数。
在每个增益单元的输入端(图中“×”符号所示)对电路进行开环处理，根据梅森公式可以计算得到环路增益TRi，通过振荡器的振荡平衡条件TRi＝1可以得到一个方程组，求解后可获得所需的匹配电感值。本发明的有益效果是：利用分布式放大器电路的结构特点以及宽频带特性，通过改变分布式放大器的部分增益单元的信号放大方向，从而产生正反馈环路，并通过增加选频调谐网络进行选频，从而实现振荡器功能。
附图说明
图1是本发明的振荡器电路结构图。
图2是本发明的振荡器电路的信号流图。
图3是本发明的简化后的信号流图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。如图1-3所示，本实施例提供一种分布式结构的振荡器电路，包括输入匹配电感LGi、输出匹配电感LDi和前向增益单元，且输入匹配电感LGi相互串联形成双向输入人工传输线，输出匹配电感LDi相互串联形成双向输出人工传输线，前向增益单元设置在输入匹配电感LGi和输出匹配电感LDi之间，方向为由输入匹配电感LGi向输出匹配电感LDi，所述输入匹配电感LGi和输出匹配电感LDi之间还设置有反向增益单元，通过反向增益单元改变信号放大方向，进而产生反馈环路，所述双向输入人工传输线和双向输出人工传输线的两端均设置有选频调谐网络。所述选频调谐网络串联负载电阻后接地。所述增益单元电路确定之后，再确定其中的匹配电感LGi和LDi。所述增益单元的输入端对电路进行开环处理，根据梅森公式可以计算得到环路增益TRi，通过振荡器的振荡平衡条件TRi＝1获得所需的匹配电感值。利用分布式放大器电路的结构特点以及宽频带特性，通过改变分布式放大器的部分增益单元的信号放大方向，从而产生正反馈环路，并通过增加选频调谐网络进行选频，从而实现振荡器功能。

Claims (3)

1.一种分布式结构的振荡器电路，其特征在于：包括输入匹配电感LGi、输出匹配电感LDi和前向增益单元，所述输入匹配电感LGi的数量至少为一个，输出匹配电感LDi的数量至少为一个，且输入匹配电感LGi相互串联形成双向输入人工传输线，输出匹配电感LDi相互串联形成双向输出人工传输线，前向增益单元设置在输入匹配电感LGi和输出匹配电感LDi之间，方向为由输入匹配电感LGi向输出匹配电感LDi，所述输入匹配电感LGi和输出匹配电感LDi之间还设置有反向增益单元，通过反向增益单元改变信号放大方向，进而产生反馈环路，所述双向输入人工传输线和双向输出人工传输线的两端均设置有选频调谐网络；
振荡器中存在反馈环，根据控制理论对电路进行分析，其中G Fi为进行正向信号放大的增益单元的传递函数，G Bi为进行反向信号放大的增益单元的传递函数，T GFi为信号沿输入人工传输线从节点gi传输至节点g(i+1)的传递函数，T GBi为信号沿输入人工传输线从节点g(i+1)传输至节点gi的传递函数, T DFi为信号沿输入人工传输线从节点di传输至节点d(i+1)的传递函数，T DBi为信号沿输入人工传输线从节点d(i+1)传输至节点di的传递函数；
其中
Figure QLYQS_1
，/>
Figure QLYQS_2
T Gij 和T Dij 分别为输入和输出人工传输线上信号从节点gi或di传输至节点gj或dj的传递函数；
在每个增益单元的输入端对电路进行开环处理，根据梅森公式计算得到环路增益T Ri，通过振荡器的振荡平衡条件T Ri=1得到一个方程组，求解后获得所需的匹配电感值。
2.如权利要求1所述的一种分布式结构的振荡器电路，其特征在于：所述选频调谐网络串联负载电阻后接地。
3.如权利要求1所述的一种分布式结构的振荡器电路，其特征在于：前向增益单元和反向增益单元的电路确定之后，再确定其中的匹配电感LGi和LDi。
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