CN112436838B - 压控振荡装置和无线收发机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种压控振荡装置和无线收发机，该压控振荡装置包括谐振器、振荡核心模组、开关模组和控制模组。振荡核心模组用于向谐振器提供不同的相位；谐振器用于产生多个不同的谐振频率，控制模组用于通过开关模组的通断，控制谐振器的各个端口之间的通断，以使谐振器保留多个不同的谐振频率中的两个谐振频率；控制模组还用于通过开关模组的通断，改变保留的两个谐振频率；谐振器用于在振荡核心模组的作用下，对两个谐振频率进行处理，输出一个谐振频率的基波信号。本申请提供的压控振荡装置通过控制模组控制开关模组的通断，使得谐振器在振荡核心模组的作用下，可以改善通过谐振器输出的信号的相位噪声。

Description

压控振荡装置和无线收发机
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种压控振荡装置和无线收发机。
背景技术
现代无线接收发射机需要振荡信号进行上变频和下变频的混频，一种最流行的方法是利用LC谐振器的交叉耦合压控振荡器来产生振荡信号。压控振荡器的主要性能指标是相位噪声和调谐带宽，相位噪声主要受到负载谐振网络的品质因子和耗电量决定，而调谐带宽主要由负载电容中可变电容部分占总电容值比例决定。通常，相位噪声和调谐带宽指标二者相互制约。
传统的交叉耦合压控振荡器无法保证在增加调谐范围的情况下降低相位噪声。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种压控振荡装置和无线收发机。
一方面，本申请一个实施例提供一种压控振荡装置，包括谐振器、振荡核心模组、开关模组和控制模组；
振荡核心模组用于向谐振器提供不同的相位；
谐振器用于产生多个不同的谐振频率；
控制模组用于通过开关模组的通断，控制谐振器的各个端口之间的通断，以使谐振器保留所述多个不同的谐振频率中的两个谐振频率；
所述控制模组还用于通过开关模组的通断，改变保留的所述两个谐振频率；
谐振器用于振荡核心模组的作用下，对所述两个谐振频率进行处理，输出一个谐振频率的基波信号。
在其中一个实施例中，振荡核心模组包括：
第一振荡核心，第一振荡核心的第一输出端与谐振器的第一输入端连接，第一振荡核心的第二输出端与谐振器的第二输入端连接，第一振荡核心的第第一输入端与谐振器的第一输出端连接，第一振荡核心的第第二输入端与谐振器的第二输出端连接；
第二振荡核心，第二振荡核心的第一输出端与谐振器的第三输入端连接，第二振荡核心的第二输出端与谐振器的第四输入端连接，第二振荡核心的第一输入端与谐振器的第三输出端连接，第二振荡核心的第二输入端与谐振器的第四输出端连接。
在其中一个实施例中，第一振荡核心包括：
电流源，电流源的第一端接地；
场效应管T1，场效应管T1的栅极与谐振器的第一输出端连接，场效应管T1的源极与电流源的第二端连接，场效应管T1的漏极与谐振器的第一输入端连接；
场效应管T2，场效应管T2的栅极与谐振器的第二输出端连接，场效应管T2的源极与电流源的第二端连接，场效应管T2的漏极与谐振器的第二输入端连接。
在其中一个实施例中，场效应管T1和场效应管T2均为N沟道场效应管。
在其中一个实施例中，谐振器包括：
第一谐振电路，第一谐振电路的第一端与第二振荡核心的第一输入端连接，第一谐振电路的第二端与第一振荡核心的第一输出端连接，第一谐振电路的第三端用于与电源连接；
第二谐振电路，第二谐振电路的第一端与第二振荡核心的第二输入端连接，第二谐振电路的第二端与第一振荡核心的第二输出端连接，第二谐振电路的第三端用于与电源连接；
第三谐振电路，第三谐振电路的第一端与第一振荡核心的第一输入端连接，连接，第三谐振电路的第二端与第二振荡核心的第一输出端连接，第三谐振电路的第三端用于与电源连接；
第四谐振电路，第四谐振电路的第一端与第一振荡核心的第二输入端连接，第四谐振电路的第二端与第二振荡核心的第二输出端，第四谐振电路的第三端用于与电源连接。
在其中一个实施例中，第一谐振电路包括：
电感L1，电感L1的第一端与第二振荡核心的第一输入端连接；
电感L2，电感L2的第一端与第一振荡核心的第一输出端连接，电感L2的第二端与电感L1的第二端连接；
电感L3a，电感L3a的第一端与电感L2的第二端连接，电感L3的第二端用于与电源连接；
电容C1，电容C1的第一端与电感L1的第一端连接，电容C1的第二端接地；
电容C2，电容C2的第一端与电感L2的第一端连接，电容C2的第二端接地。
在其中一个实施例中，开关模组包括：
第一开关组，第一开关组的第一输入端与谐振器的第三输出端连接，第一开关组的第二输入端与谐振器的第四输出端连接，第一开关组的第一输出端与谐振器的第一输出端连接，第一开关组的第二输出端与谐振器的第二输出端连接，第一开关组的控制端与控制模组连接；
第二开关组，第二开关组的第一输入端与谐振器的第一输入端连接，第二开关组的第二输入端与谐振器的第二输入端连接，第二开关组的第二输出端与谐振器的第三输入端连接，第二开关组的第二输出端与谐振器的第四输入端连接，第二开关组的控制端与控制模组连接。
在其中一个实施例中，第一开关组包括：
场效应管T3，场效应管T3的栅极与控制模组连接；场效应管T3的漏极与谐振器的第三输出端连接，所述场效应管T3的源极与谐振器的第一输出端连接；
场效应管T4，场效应管T4的栅极与控制模组连接，场效应管T4的漏极与谐振器的第四输出连接，场效应管T4的源极与谐振器的第二输出端连接；
反相器，反相器的输入端与控制模组连接；
场效应管T5，场效应管T5的栅极与反相器的输出端连接，场效应管T5的漏极与谐振器的第三输出端连接，场效应管T5的源极与谐振器的第二输出端连接；
场效应管T6，场效应管T6的栅极与反相器的输出端连接，场效应管T6的漏极与谐振器的第四输出端连接，场效应管T6的源极与谐振器的第一输出端连接。
在其中一个实施例中，场效应管T3、场效应管T4、场效应管T5和场效应管T6均为P沟道场效应管。
另一方面，本申请一个实施例还提供一种无线收发机，包括如上述实施例提供的压控振荡装置。
本申请实施例提供一种压控振荡装置，该压控振荡装置包括谐振器、振荡核心模组、开关模组和控制模组。振荡核心模组用于向谐振器提供不同的相位；谐振器用于产生多个不同的谐振频率；控制模组用于通过开关模组的通断，控制谐振器的各个端口之间的通断，以使谐振器保留多个不同的谐振频率中的两个谐振频率；控制模组还用于通过开关模组的通断，改变保留的所述两个谐振频率；谐振器用于在振荡核心模组的作用下，对两个谐振频率进行处理，输出一个谐振频率的基波信号。本实施例提供的压控振荡装置通过控制模组控制开关模组的通断，使得谐振器保留多个不同的谐振频率中的两个谐振频率，并且可以改变保留的两个谐振频率，从而可以提高压控振荡装置的调谐范围。同时，在振荡核心模组的作用下，通过谐振器将对应高次谐波的谐振峰的谐振频率抵消，使得通过谐振器的输出信号中的高次谐波被抑制，仅保留基波，从而能够改善通过谐振器输出的信号的相位噪声。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，对于本领域不同技术人员来讲，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为本申请一个实施例提供的压控振荡装置的结构示意图；
图2为本申请一个实施例提供的压控振荡装置的结构示意图；
图3为本申请一个实施例提供的第一振荡核心的结构示意图；
图4为本申请一个实施例提供的谐振器的结构示意图；
图5为本申请一个实施例提供的谐振器的结构示意图；
图6为本申请一个实施例提供的谐振器的结构示意图；
图7为本申请一个实施例提供的第一开关组的结构示意图；
图8为本申请一个实施例提供的谐振器的结构示意图；
图9为本申请一个实施例提供的谐振器的结构示意图；
图10为本申请一个实施例提供的谐振器的结构示意图；
图11为本申请一个实施例提供的谐振器的结构示意图；
图12为本申请一个实施例提供的频率与谐振峰的关系示意图；
图13为本申请一个实施例提供的频率与谐振峰的关系示意图。
附图标记说明：
10、压控振荡装置；100、谐振器；110、第一谐振电路；120、第二谐振电路；130、第三谐振电路；140、第四谐振电路；200、振荡核心模组；210、第一振荡核心；211、电流源；220、第二振荡核心；300、开关模组；310、第一开关组；311、反相器；320、第二开关组；400、控制模组。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本申请提供的压控振荡装置可以应用于各类通信系统中，例如：可以将压控振荡装置应用在无线通信系统的收发机中，利用该压控振荡装置产生振荡信号，进行上变频和下变频的混频。
请参见图1，本申请一个实施例提供一种压控振荡装置10包括谐振器100、振荡核心模组200开关模组300和控制模组400。振荡核心模组200用于向谐振器100提供不同的相位，并且能够产生抵消谐振器100的损耗的负阻抗，维持信号的稳定输出。谐振器100用于产生多个不同的谐振频率。控制模组400用于通过开关模组300的通断，控制谐振器100的各个端口之间的通断，以使谐振器100保留多个不同的谐振频率中的两个谐振频率。控制模组400还用于通过开关模组300的通断，改变保留的两个谐振频率。谐振器100用于在振荡核心模组200的作用下，对两个谐振频率进行处理，输出一个谐振频率的基波信号。
谐振器100是指可以产生谐振频率的电子元件，谐振器100具有稳定，抗干扰性能良好等特点。常用的谐振器100可以分为石英晶体谐振器和陶瓷谐振器，石英晶体谐振器的频率精度要高于陶瓷谐振器。本实施例对谐振器100的种类和结构等不作任何限制，只要能够实现其功能即可。振荡核心模组200可以包括多个输出端和输入端，谐振器100可以包括多个输出端和输入端，振荡核心模组200的多个输入端和输出端分别与谐振器100的多个输出端和输入端连接，用于向谐振器100提供不同的相位。同时，振荡核心模组200可以产生负阻抗，从而能够抵消谐振器100中的阻抗，使得谐振器100可以稳定的产生谐振频率，则通过谐振器100可以得到稳定的信号。振荡核心模组200可以包括多个振荡核心，本实施例对振荡核心模组200的种类和结构等不作任何限制，只要能够实现其功能即可。在一个具体的实施例中，保留的两个谐振频率呈1：2或者1：3的关系。并且在振荡核心模组200的作用下，谐振器100会将两个谐振频率中的低频谐振频率保留，高频谐振频率抑制，这样更加有利于改善通过谐振器100输出信号的相位噪声。
开关模组300可以包括输入端、输出端和控制端。开关模组300的输入端和输出端均分别与谐振器100的多个输入端连接，开关模组300的控制端与控制模组400连接.控制模组400可以通过控制端控制开关模组300的导通和截止，进而控制谐振器100中多个输入端之间的导通和截止，使得谐振器100产生不同的谐振频率。开关模组300中可以包括多个开关组，本实施例对开关模组300结构不作任何限制，只要能够实现其功能即可。控制模组400可以是计算机设备，也可以是控制芯片，计算机设备可以但不限于是各种工业计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备等。控制模组400通过控制开关模组300的通断，使得谐振器100保留多个不同的谐振频率中的两个谐振频率，抑制其他的谐振频率；再在振荡核心模组200的作用下，谐振器100根据本身的传输特性对高次谐波对应的谐振频率进行抑制，使得通过谐振器100输出的信号仅保留一个谐振频率的基波信号。其中，高次谐波可以是二次谐波，也可以是三次谐波等，本实施例对此不作限制。同时，控制模组400通过控制开关模组300的通断，可以改变保留的两个谐振频率。换句话说，控制模组400通过控制开关模组300的通断，可以使得谐振器100保留多个不同的谐振频率中的任意两个谐振频率。
在一个具体的实施例中，首先通过振荡核心模组200向谐振器100提供不同的相位，实现对谐振器100的谐振频率的粗调，再通过改变谐振器100内部各元件的取值，实现对谐振器100的谐振频率的精调。
本实施例提供的压控振荡装置10包括谐振器100、振荡核心模组200、开关模组300和控制模组400。振荡核心模组200用于向谐振器100提供不同的相位；谐振器100用于产生多个不同的谐振频率；控制模组400用于通过开关模组300的通断，控制谐振器100的各个端口之间的通断，以使谐振器保留多个不同的谐振频率中的两个谐振频率；谐振器100用于在振荡核心模组200的作用下，对两个谐振频率进行处理，输出一个谐振频率的基波信号。本实施例提供的压控振荡装置10通过控制模组400控制开关模组300的通断，使得谐振器100保留多个不同的谐振频率中的两个谐振频率。而且，通过控制模组400控制开关模组300通断，可以改变谐振器100保留的两个谐振频率，从而能够提高谐振器100的调谐范围。同时，在振荡核心模组200的作用下，根据谐振器100本身的传输特性将对应高次谐波的谐振频率抵消，使得通过谐振器100的输出信号中的高次谐波被抑制，仅保留基波，从而能够改善通过谐振器100输出的信号的相位噪声。并且，通过振荡核心模组200产生的负阻抗，能够抵消谐振器100产生的阻抗，从而可以保证通过谐振器100稳定的输出振荡信号。
请参见图2，在一个实施例中，振荡核心模组200包括第一振荡核心210和第二振荡核心220。
第一振荡核心210的第一端与谐振器100的第一输入端连接，第一振荡核心210的第二输出端与谐振器100的第二输入端连接，第一振荡核心210的第一输入端与谐振器100的第一输出端连接，第一振荡核心210的第二输入端与谐振器100的第二输出端连接。第一振荡核心210的第一输出端作为振荡核心模组200的第一输出端与谐振器100的第一输入端连接，第一振荡核心210的第二输出端作为振荡核心模组200的第二输出端与谐振器100的第二输入端连接，第一振荡核心210的第一输入端作为振荡核心模组200的第一输入端与谐振器100的第一输出端连接，第一振荡核心210的第二输入端作为振荡核心模组200的第二输入端与谐振器100的第二输出连接。第一振荡核心210的第一输出端与第一振荡核心210的第二输出端提供的相位是反相的，第一振荡核心210的第一输出端与第一振荡核心210的第二输入端提供的相位是反相的，第一振荡核心210的第二输出端与第一振荡核心210的第一输入端提供的相位是反相的。
第一振荡核心210通过第一输出端和第二输出端向谐振器100提供不同的相位，本实施例对第一振荡核心210的结构不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
请参见图3，在一个实施例中，第一振荡核心210包括电流源211、场效应管T1和场效应管T2，电流源211的第一端接地，场效应管T1的栅极与谐振器100的第一输出端连接，场效应管T1的源极与电流源211的第二端连接，场效应管T1的漏极与谐振器100的第一输入端连接。场效应管T2的栅极与谐振器100的第二输出端连接，场效应管T2的源极与电流源211的第二端连接，场效应管T2的漏极与谐振器100的第二输入端连接。
场效应管T1的栅极作为第一振荡核心210的第一输入端与谐振器100的第一输出端连接，场效应管T1的漏极作为第一振荡核心210的第一输出端与谐振器100的第一输入端连接。场效应管T2的栅极作为第一振荡核心210的第二输入端与谐振器100的第二输出端端连接，场效应管T2的漏极作为第一振荡核心210的第二输出端与谐振器100的第二输入端连接。电流源211为可控的，即，使用者可以根据实际应用对电流源211输出的电流进行控制。在本实施例中，通过可控的电流源211可以降低谐振器100的功耗，改善通过谐振器100输出的信号的相位噪声。同时，采用交叉耦合的场效应管T1和场效应管T2可以产生负阻抗，对谐振器100产生的阻抗进行抵消，从而可以保证通过谐振器100稳定的输出谐振信号。在一个实施例中，场效应管T1和场效应管T2均为N沟道场效应管。
第二振荡核心220的第一输出端与谐振器100的第三输入端连接，第二振荡核心220的第二输出端与谐振器100的第四输入端连接，第二振荡核心220的第一输入端与谐振器100的第三输出端连接，第二振荡核心220的第二输入端与谐振器100的第四输出端连接。第二振荡核心220的第一输出端作为振荡核心模组200的第三输出端与谐振器100的第三输入端连接，第二振荡核心220的第二输出端作为振荡核心模组200的第四输出端与谐振器100的第四输入端连接，第二振荡核心220的第一输入端作为振荡核心模组200的第三输入端与谐振器100的第三输出端连接，第二振荡核心220的第二输出端作为振荡核心模组200的第四输入端与谐振器100的第四输出端连接。第二振荡核心220与第一振荡核心210可以相同，也可以不同，对第二振荡核心220的具体描述可与参考上述对第一振荡核心210的描述，在此不再赘述。在一个具体的实施例中，通过两个振荡核心同时工作，可以使得通过谐振器100的输出信号的相位为噪声降低3dB。
请参见图4，在一个实施例中，谐振器100包括第一谐振电路110、第二谐振电路120、第三谐振电路130和第四谐振电路140。
第一谐振电路110的第一端与第二振荡核心210的第一输入端连接，第一谐振电路110的第二端与第一振荡核心210的第一输出端连接，第一谐振电路110的第三端用于与电源连接。由电感和电容组成的，可以在一个若干个频率上发生谐振现象的电路，统称为谐振电路。谐振电路可以分为串联谐振电路和并联谐振电路。第一谐振电路110可以是LC振荡电路，本实施例对第一谐振电路110的具体结构不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
请继续参见图4，在一个实施例中，第一谐振电路110包括电感L1、电感L2、电感L3a、电容C1和电容C2。电感L1的第一端与第二振荡核心220的第一输入端连接；电感L2的第一端与第一振荡核心210的第一输出端连接，电感L2的第二端与电感L1的第二端连接。电感L3a的第一端与电感L2的第二端连接，电感L3a的第二端用于与电源连接。电容C1的第一端与电感L1的第一端连接，电容C1的第二端接地。电容C2的第一端与电感L2的第一端连接，电容C2的第二端接地。
电感L1的第一端作为第一谐振电路110的第一端与第二振荡核心220的第一输入端连接。电感L2的第一端作为第一谐振电路110的第二端与第一振荡核心210的第一输出端连接。电感L1和电容C2形成一个LC并联谐振电路，电感L2和电容C2形成另一个LC并联谐振电路。本实施例对电感L1、电感L2、电感L3a、电容C1和电容C2的具体的取值不作任何限制，使用者可以根据所需的谐振频率对电感L1、电感L2、电感L3a、电容C1和电容C2的取值进行设置。
第二谐振电路120的第一端与第二振荡核心220的第二输入端连接，第二谐振电路120的第二端与第一振荡核心210的第二输出端连接。第二谐振电路120与第一谐振电路110的结构相同，对第二谐振电路120的具体描述可以参考第一谐振电路110的描述，在此不再赘述。
请继续参见图4，在一个实施例中，第二谐振电路120包括电感L4、电感L5、电感L3b、电容C3和电容C4。电感L4的第一端与第二振荡核心220的第二输入端连接，电感L4的第二端与电感L3b的第一端连接，电感L3b的第二端用于与电源连接。电感L5的第一端与电感L4的第二端连接，电感L5的第二端与第一振荡核心210的第二输出端连接。电容C3的第一端与电感L4的第一端连接，电容C3的第二端接地。电容C4的第一端与电感L5的第二端连接，电容C4的第二端接地。
电感L4的第一端作为第二谐振电路120的第一端与第二振荡核心220的第二输入端连接。电感L5的第二端作为第二谐振电路120的第二端与第一振荡核心220的第二输出端连接。电感L4的电容C3形成一个LC并联谐振电路，电感L5和电容C5形成另一个LC并联谐振电路。本实施例对电感L4、电感L5、电感L3b、电容C3和电容C4的具体的取值不作任何限制，使用者可以根据所需的谐振频率对电感L4、电感L5、电感L3b、电容C3和电容C4的取值进行设置。
第三谐振电路130的第一端与第一振荡核心210的第一输入端连接，第三谐振电路130的第二端与第二振荡核心220的第一输出端连接，第三谐振电路130的第三端用于与电源连接。第三谐振电路130的结构与第一谐振电路110的结构相同，对第三谐振电路130的具体描述可以参考第一谐振电路110的描述，在此不再赘述。
请继续参见图4，在一个实施例中，第三谐振电路130包括电感L6、电感L7、电感L8a、电容C5和电容C6。电感L6的第一端与第一振荡核心210的第一输入端连接。电感L7的第一端与第二振荡核心220的第一输出端连接，电感L7的第二端与电感L6的第二端连接。电感L8a的第一端与电感L7的第二端连接，电感L8a的第二端用于与电源连接。电容C5的第一端与电感L6的第一端连接，电容C5的第二端接地。电容C6的第一端与电感L7的第一端连接，电容C6的第二端接地。
电感L6的第一端作为第三谐振电路130的第一端与第一振荡核心210的第一输出端连接，电感L7的第一端作为第三谐振电路130的第二端与第二振荡核心220的第一输出端连接。电感L6的电容C5形成一个LC并联谐振电路；电感L7和电容C6形成另一个LC并联谐振电路。电感L6和电感L1相互耦合，且耦合系数为K2，电感L8a与电感L3a相互耦合，且耦合系数为K1。本实施例对电感L6、电感L7、电感L8a、电容C5和电容C6的具体的取值不作任何限制，使用者可以根据所需的谐振频率对电感L6、电感L7、电感L8a、电容C5和电容C6的取值进行设置。
第四谐振电路140的第一端与第一振荡核心210的第二输出端连接，第四谐振电路140的第二端与第二振荡核心220的第二输出端连接。第四谐振电路140的结构与第二谐振电路120的结构相同，对第四谐振电路140的具体描述可以参考第二谐振电路120的描述，在此不再赘述。
请继续参见图4，在一个实施例中，第四谐振电路140包括电感L9、电感L10、电感L8b、电容C7和电容C8。电感L9的第一端与第一振荡核心210的第二输入端连接，电感L9的第二端与电感L8b的第一端连接，电感L8b的第二端用于与电源连接。电感L10的第一端与电感L9的第二端连接，电感L10的第二端与第二振荡核心220的第二输出端连接。电容C7的第一端与电感L9的第一端连接，电容C7的第二端接地。电容C8的第一端与电感L10的第二端连接，电容C8的第二端接地。
电感L9的第一端作为第四谐振电路140的第一端与第一振荡核心210的第二输入端连接，电感L10的第二端作为第四谐振电路140的第二端与第二振荡核心220的第二输出端连接。电感L9和电容C7形成一个LC并联谐振电路，电感L10与电容C8形成另一个LC并联谐振电路。电感L9和电感L4相互耦合，且耦合系数为K2，电感L8b与电感L3b相互耦合，且耦合系数为K1。本实施例对电感L9、电感L10、电感L8b、电容C7和电容C8的具体的取值不作任何限制，使用者可以根据所需的谐振频率对电感L9、电感L10、电感L8b、电容C7和电容C8的取值进行设置。在一个具体的实施例中，根据电感等效关系，可以将图4所示的谐振电路等效为如图5所示的谐振电路，也可以等效为图6所示的谐振电路。
在本实施例中，通过振荡核心模组200向第一谐振电路110、第二谐振电路120、第三谐振电路130和第四谐振电路140提供能量和相位，使得各谐振电路在4个谐振频率下发生振荡，能够提高压控振荡装置10的调谐范围。并且，在本实施例中，各谐振电路的结构简单，连接紧密，使得形成的谐振器100面积较小。
请继续参见图2，在一个实施例中，开关模组300包括第一开关组310和第二开关组320。每个开关组均包括两个输入端和两个输出端。
第一开关组310的第一输入端与谐振器100的第三输出端连接，第一开关组310的第二输入端与谐振器100的第四输出端连接，第一开关组310的第一输出端与谐振器100的第一输出端连接，第一开关组310的第二输出端与谐振器100的第二输出端连接，第一开关组310的控制端与控制模组400连接。
请参见图7，在一个实施例中，第一开关组310包括场效应管T3、场效应管T4、反相器311、场效应管T5和场效应管T6。
场效应管T3的栅极与控制模组400连接，场效应管T3的漏极与谐振器100的第三输处端连接，场效应管T3的源极与谐振器100的第一输出端连接。场效应管T4的栅极与控制模组400连接，场效应管T4的漏极与谐振器100的第四输出端连接，场效应管T4的源极与谐振器100的第二输出端连接。反相器311的输入端与控制模组400连接。场效应管T5的栅极与反相器311的输出端连接，场效应管T5的漏极与谐振器100的第三输出端连接，场效应管T5的源极与谐振器100的第二输出端连接。场效应管T6的栅极与反相器311的输出端连接，场效应管T6的漏极与谐振器100的第四输出端连接，场效应管T6的源极与谐振器100的第一输出端连接。
在本实施例中，场效应管T3、场效应管T4、场效应管T5和场效应管T6的种类相同，即场效应管T3、场效应管T4、场效应管T5和场效应管T6均为P沟道场效应管。反相器311是可以将输出信号的相位反转180度的器件，即，若控制模组400输出的控制信号可以使得场效应管T3和场效应管T4导通，则控制信号通过反相器311后，会使得场效应管T5和场效应管T6截止。反相器311可以是由典型TTL与非门电路组成，也可以是由两个增强型的MOS场效应管组成，本实施例对反相器311的具体结构不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
在一个实施例中，场效应管T3、场效应管T4、场效应管T5和场效应管T6均为P沟道场效应管，控制模组400输出的控制信号为低电平信号时，场效应管T3和场效应管T4导通，场效应管T5和场效应管T6截止。即，谐振器100的第三输出端与谐振器100的第一输出端导通，谐振器100的第四输出端与谐振器100的第二输出端导通，谐振器100的第三输出端与谐振器100的第二输出端截止，谐振器100的第四输处端与谐振器100的第一输出端截止；则谐振器100的第三输出端与谐振器100的第一输出端的相位相同，谐振器的第四输出端与谐振器100的第二输出端的相位相同。在本实施例中，第一开关组310中场效应管的种类相同，无需区分，可以避免连接出错。
第二开关组320的第一输入端与谐振器100的第一输入端连接，第二开关组320的第二输入端与谐振器100的第二输入端连接，第二开关组320的第二输出端与谐振器100的第三输入端连接，第二开关组320的第二输出端与谐振器100的第四输入端连接，第二开关组320的控制端与控制模组400连接。第二开关组320的结构与第一开关组310的结构可以相同，也可以不同，对第二开关组320的具体描述可以参考上述对第一开关组310的描述，在此不再赘述。
本申请一个实施例还提供一种无线收发机包括如上述实施例提供的压控振荡装置10。无线收发机可以包括发射机和接收机，在发射机中使用压控振荡装置10可以帮助发射机射频部分实现基带信号对中频载波的调制，将其上变频特定的频段；在接收机中使用压控振荡装置10可以帮助接收机将接收到的信号下变频特定的频段。由于无线收发机包括压控振荡装置10，所以无线收发机具有压控振荡装置10的所有结构和有益效果。
下面从一个具体的实施例对本申请的压控振荡装置的工作原理进行解释说明。在该具体的实施例中，将第一谐振电路的第一端和第二端分别记为A端和B端，第二谐振电路的第一端和第二端分别记为D端和C端，第三谐振电路的第一端和第二端分别记为E端和F端，第四谐振电路的第一端和第二端分别记为H端和G端。第一谐振电路中的电感L3a和第三谐振电路中电感L8a相互耦合，耦合系数为K1，感值均为L1(1+K1)/2，第一谐振电路中的电感L1和第三谐振电路中的电感L6相互耦合，耦合系数为K2，感值均为L2，第二谐振电路中的电感L3b和第四谐振电路中的电感L8b相互耦合，耦合系数为K1，感值均为L1(1+K1)/2，第二谐振电路中的电感L4和第四谐振电路中的电感L9相互耦合，耦合系数为K2，感值均为L2。谐振器中其他电感的感值均为L2，电容的容值均为C。第一开关组记为SW1，第二开关组记为SW2，假设，开关组中的场效应管的种类均相同，且均为低电平导通，使用“0”表示低电平，“1”表示高电平。如图4所示的谐振器，从AD或者BC或者EH或者FG端口看，谐振器的都有4个谐振频率，在开关模组的作用下，会抑制其中两个谐振频率，保留剩余的两个谐振频率，在振荡核心模组的作用下，会将保留的谐振频率中的高次谐振频率抑制，具体的分析如下：
(1)当SW1＝0，SW2＝0时，谐振器中的A端与E端导通，D端与H端导通，B端与F端导通，C端与G端导通，则A与E同相，D与H同相，B与F同相，C与G同相，具体的相位图有图8和图9两种情况，此时谐振器保留两个谐振频率，即，谐振器同时谐振在基波和高次谐波处，基波处的谐振频率小于高次谐波处的频率。在图8的相位情况下，谐振器的谐振频率为f1，在图9的相位情况下，谐振器的谐振频率为f3，其中，f1小于f3。由于第一振荡核心的第一输出端与第一振荡核心的第二输入端的相位相反，第一振荡核心的第二输出端与第一振荡核心的第一输入端相位相反，则谐振器中B端与H端反相，C端与E端反相，则在振荡核心模组的作用下，谐振器的相位图为图8所示，谐振器的谐振频率为f1。即，在振荡核心模组的作用下，根据谐振器本身的传输特性将高次谐波处的谐振频率f3抑制，保留基波处的谐振频率f1，这样能够降低输出信号的相位噪声，输出一个谐振频率的基波信号。
(2)当SW1＝1，SW2＝1时，谐振器中的A端与H端导通，D端与E端导通，B端与G端导通，C端与F端导通，则，A端与H端同相，D端与E端同相，B端与G端同相，C端与F端同相，具体的相位图有图10和图11两种情况，此时谐振器保留两个谐振频率，即，谐振器同时谐振在基波和高次谐波处，基波处的谐振频率小于高次谐波处的频率。在图10的相位情况下，谐振器的谐振频率为f2，在图11的相位情况下，谐振器的谐振频率为f4，其中，f2小于f4。由于第一振荡核心的第一输出端与第一振荡核心的第二输入端的相位相反，第一振荡核心的第二输出端与第一振荡核心的第一输入端相位相反，则谐振器中B端与H端反相，C端与E端反相，则在振荡核心模组的作用下，谐振器的相位图为图10所示，谐振器的谐振频率为f2。即，在振荡核心模组的作用下，根据谐振器本身的传输特性将高次谐波处的谐振频率f4抑制，保留基波处的谐振频率f2，这样能够降低输出信号的相位噪声，输出一个谐振频率的基波信号。
通过上述的分析，在开关模组的作用下，谐振器可以在两个频率下同时谐振，产生的谐振峰如图11所示，其中，实线表示SW1＝1，SW2＝1时频率与谐振峰的关系，虚线表示SW1＝0，SW2＝0时频率与谐振峰的关系，谐振峰用于表示谐振器的阻抗。在振荡核心模组的作用下，根据谐振器本身的传输特性可以将高次谐振抑制，保留基波，具体的谐振峰的示意图如图12所示，其中，实线表示高次谐波被抑制，仅保留基波的谐振峰，虚线表示高次谐波未被抑制的谐振峰。
在一个具体的实施例中，考虑电感L1和电感L2、电感L4和电感L5、电感L6和电感L7，以及电感L9和电感L10之间的耦合关系，增加对谐振器的的谐振频率调节的灵活度。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种压控振荡装置，其特征在于，包括谐振器、振荡核心模组、开关模组和控制模组；所述开关模组包括第一开关组和第二开关组；
所述振荡核心模组用于向所述谐振器提供不同的相位；
所述谐振器用于产生多个不同的谐振频率；
所述控制模组用于通过所述开关模组的通断，控制所述谐振器的各个端口之间的通断，以使所述谐振器保留所述多个不同的谐振频率中的两个谐振频率；
所述控制模组还用于通过开关模组的通断，改变保留的所述两个谐振频率；
所述谐振器用于在所述振荡核心模组的作用下，对所述两个谐振频率进行处理，输出一个谐振频率的基波信号；
所述第一开关组的第一输入端与所述谐振器的第三输出端连接，所述第一开关组的第二输入端与所述谐振器的第四输出端连接，所述第一开关组的第一输出端与所述谐振器的第一输出端连接，所述第一开关组的第二输出端与所述谐振器的第二输出端连接，所述第一开关组的控制端与所述控制模组连接；
所述第二开关组的第一输入端与所述谐振器的第一输入端连接，所述第二开关组的第二输入端与所述谐振器的第二输入端连接，所述第二开关组的第二输出端与所述谐振器的第三输入端连接，所述第二开关组的第二输出端与所述谐振器的第四输入端连接，所述第二开关组的控制端与所述控制模组连接。
2.根据权利要求1所述的压控振荡装置，其特征在于，所述振荡核心模组包括：
第一振荡核心，所述第一振荡核心的第一输出端与所述谐振器的第一输入端连接，所述第一振荡核心的第二输出端与所述谐振器的第二输入端连接，所述第一振荡核心的第一输入端与所述谐振器的第一输出端连接，所述第一振荡核心的第二输入端与所述谐振器的第二输出端连接；
第二振荡核心，所述第二振荡核心的第一输出端与所述谐振器的第三输入端连接，所述第二振荡核心的第二输出端与所述谐振器的第四输入端连接，所述第二振荡核心的第一输入端与所述谐振器的第三输出端连接，所述第二振荡核心的第二输入端与所述谐振器的第四输出端连接。
3.根据权利要求2所述的压控振荡装置，其特征在于，所述第一振荡核心包括：
电流源，所述电流源的第一端接地；
场效应管T1，所述场效应管T1的栅极与所述谐振器的第一输出端连接，所述场效应管T1的源极与所述电流源的第二端连接，所述场效应管T1的漏极与所述谐振器的第一输入端连接；
场效应管T2，所述场效应管T2的栅极与所述谐振器的第二输出端连接，所述场效应管T2的源极与所述电流源的第二端连接，所述场效应管T2的漏极与所述谐振器的第二输入端连接。
4.根据权利要求3所述的压控振荡装置，其特征在于，所述场效应管T1和所述场效应管T2均为N沟道场效应管。
5.根据权利要求2所述的压控振荡装置，其特征在于，所述谐振器包括：
第一谐振电路，所述第一谐振电路的第一端与所述第二振荡核心的第一输入端连接，所述第一谐振电路的第二端与所述第一振荡核心的第一输出端连接，所述第一谐振电路的第三端用于与电源连接；
第二谐振电路，所述第二谐振电路的第一端与所述第二振荡核心的第二输入端连接，所述第二谐振电路的第二端与所述第一振荡核心的第二输出端连接，所述第二谐振电路的第三端用于与所述电源连接；
第三谐振电路，所述第三谐振电路的第一端与所述第一振荡核心的第一输入端连接，所述第三谐振电路的第二端与所述第二振荡核心的第一输出端连接，所述第三谐振电路的第三端用于与所述电源连接；
第四谐振电路，所述第四谐振电路的第一端与所述第一振荡核心的第二输入端连接，所述第四谐振电路的第二端与所述第二振荡核心的第二输出端连接，所述第四谐振电路的第三端用于与所述电源连接。
6.根据权利要求5所述的压控振荡装置，其特征在于，所述第一谐振电路包括：
电感L1，所述电感L1的第一端与所述第二振荡核心的第一输入端连接；
电感L2，所述电感L2的第一端与所述第一振荡核心的第一输出端连接，所述电感L2的第二端与所述电感L1的第二端连接；
电感L3a，所述电感L3a的第一端与所述电感L2的第二端连接，所述电感L3a的第二端用于与所述电源连接；
电容C1，所述电容C1的第一端与所述电感L1的第一端连接，所述电容C1的第二端接地；
电容C2，所述电容C2的第一端与所述电感L2的第一端连接，所述电容C2的第二端接地。
7.根据权利要求1所述的压控振荡装置，其特征在于，所述控制模组通过控制端控制所述开关模组的导通和截止，进而控制所述谐振器中多个输入端之间的导通和截止，使得所述谐振器产生不同的谐振频率。
8.根据权利要求7所述的压控振荡装置，其特征在于，所述第一开关组包括：
场效应管T3，所述场效应管T3的栅极与所述控制模组连接；所述场效应管T3的漏极与所述谐振器的第三输出端连接，所述场效应管T3的源极与所述谐振器的第一输出端连接；
场效应管T4，所述场效应管T4的栅极与所述控制模组连接，所述场效应管T4的漏极与所述谐振器的第四输出端连接，所述场效应管T4的源极与所述谐振器的第二输出端连接；
反相器，所述反相器的输入端与所述控制模组连接；
场效应管T5，所述场效应管T5的栅极与所述反相器的输出端连接，所述场效应管T5的漏极与所述谐振器的第三输出端连接，所述场效应管T5的源极与所述谐振器的第二输出端连接；
场效应管T6，所述场效应管T6的栅极与所述反相器的输出端连接，所述场效应管T6的漏极与所述谐振器的第四输出端连接，所述场效应管T6的源极与所述谐振器的第一输出端连接。
9.根据权利要求8所述的压控振荡装置，其特征在于，所述场效应管T3、所述场效应管T4、所述场效应管T5和所述场效应管T6均为P沟道场效应管。
10.一种无线收发机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的压控振荡装置。
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