CN1304210A - 电压控制振荡器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种即使增大第1频段和第2频段的频率比,仍能稳定地振荡的电压控制振荡器。该振荡器是在连接于振荡晶体管1的基极和集电极间的共振电路8上,设计了有中间电接抽头10a的且一端接地的电感元件10,与上述电感元件10并联连接的变容二极管11和在接通或断开之间切换的开关三极管13,使上述开关三极管13的集电极或发射极的任何一方与上述中间抽头10a连接,而另一方接地。

Description

电压控制振荡器
本发明涉及一种以双频段进行振荡的电压控制振荡器。
参照图5说明现有的电压控制振荡器。向振荡晶体管31的基极和发射极提供规定的偏电压，施加电源电压(Vb)的集电极经隔直电容32高频接地。在基极和发射极之间以及发射极和接地点之间分别连接反馈电容33、34。
在基极和接地点之间设共振电路35。
共振电路35具有振荡电容36(Clap Condenser)，电感元件37，隔直电容38，开关二极管39，隔直电容40，变容二极管41等。电感元件37由微带线构成，其一端经振荡电容36连接振荡晶体管31的基极，另一端接地。变容二极管41的阴极经隔直电容40连接电感元件37，阳极接地。在电感元件37的长度方向的中间位置上设中间电接抽头37a，开关二极管39的阳极经隔直电容38连接中间电接抽头37a，阴极接地。
其构成是通过供电电阻42向开关二极管39的阳极提供高电位或低电位的切换电压(Vs)，经扼流线圈43向变容二极管41的阴极施加同步电压(Vt)。
由于当开关二极管39上得到低电位的切换电压时，呈截止状态，电感元件37的中间电接抽头37a没有高频接地，因此电感元件37整体对振荡频率的设定起作用，电压控制振荡器以第一频段(约0.9GHz)振荡。
另一方面，当开关二极管39被施加高电位的切换电压时，二极管39导通，中间电接抽头37a高频接地。结果是对振荡频率的设定起作用的电感元件37的长度缩短，电压控制振荡器以比第一振荡频率高的第二频段(约1.8GHz)振荡。
无论是哪种情况，振荡频率随着同步(调谐)电压变化而变化。振荡信号从振荡晶体管31的发射极输出，经耦合电容44输入放大器(图未示出)等。
在上述构成中，为了使第一频段和第二频段的频率比达到约2倍的程度，必须使中间电接抽头37a的位置接近一端侧，但中间电接抽头37a的位置越靠近一端侧，而中间电接抽头37a上的振荡信号的电位(振幅)增大，会对开关二极管39的阳极施加0.7伏以上的大振幅的振荡信号。于是，即使开关二极管39呈截止状态(第一频段振荡时)，因振荡信号之故，开关二极管39发挥出整流作用。结果，问题是在第一频段，不能得到稳定的振荡频率。换言之，存在为了以双频稳定地振荡，不能增大频率比的问题。
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种即使增大第一频段和第二频段的频率比，仍能稳定地进行振荡的振荡器。
作为解决上述问题的手段，本发明的振荡器具有振荡晶体管和高频连接在上述振荡晶体管的集电极和基极之间的共振电路，在上述共振电路中设计了有中间电接抽头且一端接地的电感元件，与上述电感元件并联连接的变容二极管和在接通或断开之间切换的开关三极管，使上述开关三极管的集电极或发射极的任何一方与上述中间抽头连接，而另一方接地。
本发明的振荡器具有振荡晶体管和高频地连接在上述振荡晶体管的集电极和基极之间的共振电路，在上述共振电路中设计了一端接地的第一电感元件，与上述第一电感元件并联连接的变容二极管，与上述第一电感元件并联连接的第二电感元件和在接通或断开之间切换的开关三极管，使上述第二电感元件经上述开关三极管的集电极及发射极构成的路经并联连接上述第一电感元件。
本发明的振荡器，由微带线构成上述第二电感元件，且使其长度低于振荡频率波长的四分之一，把上述开关三极管设在接地侧。
本发明的振荡器，由微带线构成上述第二电感元件，且使其长度低于振荡频率波长的四分之一，把上述微带线设在接地侧。
本发明的振荡器是由第一微带线和第二微带线构成上述第二电感元件，且使上述第一微带线长度和上述第二微带线的长度都低于振荡频率波长的八分之一，把上述开关三极管设在上述第一微带线和上述第二微带线之间。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
图1示出本发明电压控制振荡器的第一实施例的电路图。
图2示出本发明电压控制振荡器的第二实施例的电路图。
图3示出本发明电压控制振荡器的第二实施例的变形例构成的电路图。
图4示出本发明电压控制振荡器的第二实施例的其它变形例构成的电路图。
图5示出现有电压控制振荡器构成的电路图。
根据图1至图4说明本发明的振荡器。图1示出本发明的电压控制振荡器的第一实施形式，经偏压电阻2,3和4分别向振荡晶体管1的基极和发射极提供规定的偏电压。另外，得到电源电压(Vb)的集电极经隔直电容5高频接地。在基极和发射极间，以及在发射极和接地点间分别连接反馈电容6/7，此外，共振电路8设在基极和集电极间。
共振电路8由振荡电容9(Clap Condenser)，由微带线构成的电感元件10和变容二极管11等构成。
电感元件10的一端经振荡电容9连接振荡晶体管1的基极，另一端接地。变容二极管11的阴极经隔直电容12连接电感元件10的一端，其阳极接地。在电感元件10上，于其长度方向的中间位置上设置中间电接抽头10a，开关三极管13的集电极经隔直电容14连接中间抽头10a，发射极接地。电源电压经供电电阻15施加到集电极上。
结果是因电感元件10的另一端，变容二极管11的阳极和开关三极管13的发射极高频地连接振荡晶体管1的集电极，所以共振电路8被高频地设在振荡晶体管1的基极和集电极之间。
这样，构成了高电位或低电位的切换电压(Vs)从图未示出的开关电路经供电电阻16施加到开关三极管13的基极上的结构，同步电压(Vt)经扼流线圈17施加到变容二极管11的阴极上。
当开关三极管13的基极上施加了低电位的切换电压时，由于集电极和发射极间不导通(截止)，电感元件10的中间电接抽头10a没有高频接地，因此，电感元件10整体对振荡频率设定起决定作用，电压控制振荡器以第一频率段(约0.9GHz)振荡。
在此情况下，由于开关三极管13的集电极电压基本上等于电源电压，因此，在中间电接抽头10a上产生的振荡信号不容易造成导通。
此外，由于使开关三极管13导通时的基极电流减少了，开关电路的电流消耗也就减少了。
另一方面，当向开关三极管13的基极上施加高电位的切换电压时，三极管13导通(接通)，中间电接抽头10a高频接地。结果是对共振电路8有效的电感元件10的长度变短，电压控制振荡器以比第一振荡频率高的第二频率(约1.8GHz)振荡。
无论是哪种情况，振荡频率随着同步电压的改变而变化。振荡信号从振荡晶体管31的发射极输出，经耦合电容18输入放大器(图未示出)。
若电感元件10的中间电接抽头10a的位置位于一端侧，则振荡信号的电位(振幅)增大，在上述构成中，对于开关三极管13的截止状态(以第一频段振荡)，由于电源电压施加到集电极上，因此，开关三极管13没有导通的可能。因而，由于可使第二频段更高，因此，可增大第一频段和第二频段之比。
图2示出本发明的第二实施形式，共振电路8由振荡电容9，第一电感元件21，第二电感元件22和变容二极管11等构成。
第一电感元件21及第二电感元件22分别由微带线构成，该线路长度低于振荡频率波长的四分之一。
第一电感元件21的一端经隔直电容23连接振荡电容9，另一端接地。变容二极管11的阴极经隔直电容12连接振荡电容9，阳极接地。第二电感元件22的一端连接振荡电容9，另一端连接开关三极管24的集电极。开关三极管24的发射极接地。经串联连接的供电电阻25和第二电感元件22向开关三极管24的集电极供给电源电压。
结果是第二电感元件22经开关三极管24的集电极及发射极的路经与第一电感元件21并联连接。
由于第一电感元件21的另一端和变容二极管11的阳极和开关三极管24的发射极高频地连接振荡晶体管1的集电极，因此，共振电路8被高频地设在振荡晶体管1的基极和集电极之间。
这样，构成了高电位或低电位的切换电压(Vs)经供电电阻16施加到开关三极管24的基极上的结构，同步电压(Vt)经扼流线圈17施加到变容二极管11的阴极上。
当向开关三极管24的基极施加低电位的切换电压时，集电极和发射极之间为截止(断开)状态，第二电感元件22的另一端为放开状态，第一电感元件21和第二电感元件22没有并联连接，主要由第一微带线21决定振荡频率，并以第一频段(约0.9GHz)振荡。在此情况下，由于第二电感元件22的另一端呈放开状态，因此，高电位振荡信号加到振荡晶体管24的集电极上，开关三极管24的基极被加了低电位的切换电压，集电极因有电源电压而不能导通。
另一方面，当向开关三极管24的基极上施加高电位的切换电压时，三极管24导通(接通)，第二电感元件22的另一端高频接地。结果是第一电感元件21和第二电感元件22相互并联连接，以比第一振荡频率更高的第二频段(约1.8GHz)振荡。
若由微带线构成第二电感元件22，则在开关三极管24不导通时，由于第二电感元件22作为电容组成与第一电感元件21并联连接，因此第一频段降低，可使第一频段和第二频段的频率比增大。
图3示出图2所示的第二实施形式的变形例。其结构是将第二电感元件22和开关三极管24的位置互换。
即，第二电感元件22的另一端接地，那一端连接开关三极管24的发射极。开关三极管24的集电极连接振荡电容9。电源电压通过供电电阻25施加给集电极。其构成与图1的相同。
在此情况下，在开关三极管24的截止时，以第一频段振荡，导通时以第二频段振荡，由于在截止时第二电感元件22的一端被从第一电感元件21处切离，因此，对第一振荡频率产生影响。因而，第一频段的振荡频率只由第一电感元件21设定。
由于第二电感元件22的另一端接地，那一端经开关三极管24连接振荡电容9，因此，在由微带线构成第二微带线22时，即使接入开关三极管24导通时的等价电阻(饱和电阻)，从开关三极管24的集电极看第二电感元件22侧的Q值增高。
图4是图2所示的第二实施形式的变形例。该例的结构是把第二电感元件22分割成第一微带线22a和第二微带线22b共二个微带线，在第一微带线22a和第二微带线22b之间设开关三极管24。第一微带线22a的长度和第二微带线22b的长度彼此相等，且低于振荡频率波长的八分之一。
即，第一微带线22a的一端连接振荡电容9，另一端连接开关三极管24的集电极，将第二微带线22b的一端连接开关三极管24，将另一端接地。
在该构成中，由于在开关三极管24截止时第一微带线22a的另一端放开，并以第一频段振荡，由于导通时，第一微带线22a和第二微带线22b相互串联连接后，再与第一电感21并联连接，因此以第二频段振荡。在以第一频段振荡时，由于只是第一微带线22a在另一端放开状态下与第一电感元件22连接，因此，作为电容组成与第一电感元件21并联连接，导致第一频段降低，使与第二频段的比增大。
在开关三极管24导通的情况下，由于把由开关三极管24构成的等价电阻(饱和电阻)接在第一微带线22a和第二微带线22b之间，包含该电阻的第二电感元件22的Q值介于图2中的Q值和图3中的Q值之间。
虽然图示出用NPN型晶体管作为开关三极管24，但也可以使用PNP型晶体管。在使用PNP型晶体管时，把图1至图4中的集电极作为发射极，而发射极作为集电极即可。
虽然示出把振荡晶体管1的集电极高频接地，但也可将其基极高频接地。
如上所述，由于本发明的振荡器在连接于振荡晶体管的基极和集电极之间的共振电路上设计了有中间电接抽头且一端接地的电感元件，与上述电感元件并联连接的变容二极管和在接通或断开之间切换的开关三极管，使上述开关三极管的集电极或发射极的任何一方与上述中间抽头连接，而另一方接地，因此，在开关三极管为截止，以第一频段振荡时，开关三极管的集电极电压基本上等于电源电压，不会发生因中间规划有电接抽头上产生的振荡信号而容易接通的现象。因而，可使第一频段和第二频段的频率比增大。
此外，导通开关三极管时的基极电流被减少，因此，开关电路的电力消耗减少。
由于本发明的振荡器在上述共振电路中设计了一端接地的第一电感元件，与上述第一电感元件并联连接的变容二极管，与上述第一电感元件并联连接的第二电感元件和在接通或断开之间切换的开关三极管，使上述第二电感元件经上述开关三极管的集电极及发射极的路经并联连接上述第一电感元件，因此，开关三极管在断开状态下不能由振荡信号导通。
由于本发明的振荡器用微带线构成第二电感元件，并使其长度为振荡频率的波长的四分之一以下，将开关三极管设在接地侧，因此，在开关三极管截止状态下，第二电感元件作为电容组成与第一电感元件并联连接，因此，就可使第一频段降低，第一频段和第二频段的频率比增大。
由于本发明的振荡器用微带线构成第二电感元件，并使其长度为振荡频率的波长的四分之一以下，将微带线设在接地侧，因此，在开关三极管截止时，第二电感元件一端被从第一电感元件上切离，因此，对第一振荡频率产生影响。因而，第一频段的振荡频率只由第一电感元件设定。
由于第二电感元件的另一端接地，即使接入开关三极管导通时的等价电阻(饱和电阻)，从开关三极管的集电极看第二电感元件侧的Q值增高。
由于本发明的振荡器是由第一微带线和第二微带线构成上述第二电感元件，且并使上述第一微带线长度和上述第二微带线的长度都低于振荡频率波长的八分之一，把上述开关三极管设在上述第一微带线和上述第二微带线之间，因此，由于在开关三极管截止时第一微带线的另一端放开，由于只是第一微带线在另一端放开状态下与第一电感元件连接，因此，作为电容组成与第一电感元件并联连接，导致第一频段降低，使与第二频段的比增大。

Claims (5)

1．一种电压控制振荡器，具有振荡晶体管和高频连接在上述振荡晶体管的集电极和基极之间的共振电路，其特征在于在上述共振电路中设计了有中间电接抽头且一端接地的电感元件，与上述电感元件并联连接的变容二极管和在接通或断开之间切换的开关三极管，使上述开关三极管的集电极或发射极的任何一方与上述中间抽头连接，而另一方接地。
2．一种电压控制振荡器，具有振荡晶体管和高频地连接在上述振荡晶体管的集电极和基极之间的共振电路，其特征在于在上述共振电路中设计了一端接地的第一电感元件，与上述第一电感元件并联连接的变容二极管，与上述第一电感元件并联连接的第二电感元件和在接通或断开之间切换的开关三极管，使上述第二电感元件经上述开关三极管的集电极及发射极构成的路经并联连接上述第一电感元件。
3．根据权利要求2记载的电压控制振荡器，其特征在于由微带线构成上述第二电感元件，且使其长度低于振荡频率波长的四分之一，把上述开关三极管设在接地侧。
4．根据权利要求2记载的电压控制振荡器，其特征在于由微带线构成上述第二电感元件，且使其长度低于振荡频率波长的四分之一，把上述微带线设在接地侧。
5．根据权利要求2记载的电压控制振荡器，其特征在于由第一微带线和第二微带线构成上述第二电感元件，且并使上述第一微带线长度和上述第二微带线的长度都低于振荡频率波长的八分之一，把上述开关三极管设在上述第一微带线和上述第二微带线之间。
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