CN1314024A - 具有短路四分之一波成对线的平衡振荡器 - Google Patents

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L·莱伊滕
A·G·瓦格曼斯
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    • H03B7/12—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H—ELECTRICITY
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    • H03B5/1841—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

一种平衡振荡器包括具有短路四分之一波成对线的频率选择电路以及包括同该频率选择电路连接的一个平衡有源电路。这样一种成本低廉电路可以是U形的,以便只占用一个小的空间,并能容易地集成在一种介质特别是玻璃上。有源电路包括交叉耦合的晶体管差分对。该振荡器可以用多种不同方法调谐。

Description

具有短路四分之一波成对线的平衡振荡器
本发明涉及一种平衡振荡器，包括一个频率选择电路以及同该频率选择电路连接的一个平衡有源电路。
本发明还涉及一个压控振荡器和分别按照权利要求9和10的RF器件。
这样一种平衡振荡器可从EP-A-0133799了解，其公开了一种平衡振荡器(例如图15)，具有调谐电路形式的平衡频率选择电路和反馈放大器对形式的同该调谐电路连接的平衡有源电路。平衡调谐电路的主电极具有中性点接地端并提供分布电感。该主电极具有平衡端，一辅助电极相对主电极面对在其间放置的介质放置，并具有用作接地端的两端。
已知的平衡振荡器的缺点在于它具有多个接地端和电极的复杂结构，这样的一种结构集成在一块面积有限的芯片上是困难的。
因此本发明的一个目的是提供一种平衡振荡器，它可以容易地低成本地集成在一块面积有限的芯片上，并且元件数量最小。
按本发明的平衡振荡器的特征在于频率选择电路包括短路四分之一波成对线。
按本发明的振荡器的优点在于这样的一种短路四分之一波成对线同样是一种平衡电路，它导致一个完全平衡的振荡器。这样的一种完全平衡的振荡器容易以可重复生产和准确的方式集成。此外其轮廓是这样的，它只有一个电源(或接地端)，由此其结构简单。此外由于短路四分之一波线AC隔离振荡器电源和有源电路，从而改善了按本发明的振荡器的频率稳定度和可靠的工作。
在按本发明的平衡振荡器的一个实施例中，该短路四分之一波成对线基本上是呈U-形的，更进一步地减小了必要的芯片面积。
按本发明的振荡器的另一实施例的特征在于该短路四分之一波成对线是共平面的。有利地导致本发明振荡器的频率选择电路中不存在大体积接地板。此外成对线的共平面性质导致对相邻电路电磁耦合减小。
按本发明的振荡器的再一个实施例的特征在于共平面的短路四分之一波成对线集成在一个介质绝缘体或绝缘体上，例如玻璃，二氧化铝，二氧化硅或使用在半导体工业中的任何其他的绝缘体材料上。特别地玻璃展示出低的损耗，以及其可达到的良好的共平面性将不引起对绝缘体或介质绝缘体另一侧存在的任何电路的显著的电磁耦合。
按本发明振荡器的另一实施例的特征在于该平衡有源电路包括一个差分放大器，展示出准确的可重复生产的特性并由此降低了功率消耗，因为在该振荡器中起有源电路功能时提供了负阻效应。特别地优选了交叉耦合反馈放大器，由于它还减少了其元件的数量。
在按本发明的平衡振荡器的再一实施例中获得随元件数量进一步减少而容易调谐，其特征在于该调谐电路具体包括至少下列装置之一：(ⅰ)变容器(可变电容器)装置，(ⅱ)振荡器电源电压装置，(ⅲ)差分放大器尾电流改变装置，(ⅳ)修改短路四分之一波成对线长度装置。
现在将参照附图并结合其附加优点进行说明按本发明的平衡振荡器，其中相同元件由相同标号指示，在附图中：
图1表示现有技术的平衡振荡器的原理图；以及
图2表示按本发明的平衡振荡器的一个可能的实施例。
图1表示一个平衡振荡器1，包括一个频率选择电路2和通过端4和5同频率选择电路2连接的一个平衡有源电路3。频率选择电路2一般实施成如在现有技术中已知的一个谐振电路，有源电路3提供表示为-R的一个负阻，以启动振荡器1中的振荡。
图2表示该平衡振荡器1的一个可能的实施例，其中频率选择电路2实施成短路四分之一波成对线，它能容易地集成。成对线2表示成U形，具有相等长度为
Figure A0080112600041
(最短，或可能为其奇数倍)的两个腿，这里λ是振荡器1的振荡频率的波长。电路2的一个上电源端连接到电源电压源V电源，它可以是一个可调节的电压源，以便调谐振荡器1的频率。成对线2的长度导致该电源和该振荡器1的余下部分之间的良好隔离。这样一种成对线2是平衡的并通常是共平面的以及在其上提供绝缘体或介质绝缘体的另一侧上不需要接地板。端4和5连接到短路四分之一波成对线2的相应的低端。每个端4和5连接到各可控半导体管T1和T2的主流(读作：收集极-发射极)路径。半导体管T1和T2的控制端(读作：基极)交叉连接到另一晶体管的收集极。这样形成差分对T1,T2的尾电流由一个电流源I偏置提供，它可以是一个可调节的电流源，以便调节完全平衡振荡器1的频率。这是调谐振荡器1的频率的第二种可能的方法。
图2中表示出调谐振荡器1的第三种方法，包括两个电容器C1和C2，连接到端4和5，并同相应的变容二极管D1和D2串联连接。在一方面，C1,D1和C2,D2的接合连接点和另一方面地之间提供一个电压源V调节，以提供平衡的频率调谐。通常电阻R或线圈L连接到该电压源以提供其RF去耦。
在其上提供短路四分之一波成对线2的介质绝缘体或绝缘体可能是玻璃，二氧化铝，二氧化硅或使用在半导体工业中的任何其他同类型的合适的绝缘体材料。在图2中示意地表示该成对线2的本体部分，在这里腿或线两者成为一体可由梯子类形结构物组成(由虚线所示)，使得借助于刻蚀或光激射一个或多个梯子部分可使谐振频率偏移。另外划痕是可能的，使得能发生连续的调整过程。这是调谐或调整振荡器1的第四种方法。
该平衡振荡器得到在压控振荡器和/或RF设备中应用，例如发射机，接收机，收发信机，无线电设备，电视，调谐器，通信设备，电话，等等。

Claims (10)

1．一种平衡振荡器包括频率选择电路和同该频率选择电路连接的平衡有源电路，其特征在于频率选择电路包括短路四分之一波成对线。
2．按权利要求1的平衡振荡器，其特征在于短路四分之一波成对线基本上是U-形的。
3．按权利要求1或2的平衡振荡器，其特征在于短路四分之一波成对线是共平面的。
4．按权利要求3的平衡振荡器，其特征在于共平面的短路四分之一波成对线集成在一个绝缘体上，例如玻璃，二氧化铝，二氧化硅，等等。
5．按权利要求1-4之一的平衡振荡器，其特征在于平衡有源电路包括一个差分放大器。
6．按权利要求5的平衡振荡器，其特征在于该差分放大器是一个交叉耦合的反馈放大器。
7．按权利要求1-6之一的平衡振荡器，其特征在于该平衡振荡器包括一个调谐电路。
8．按权利要求7的平衡振荡器，其特征在于调谐电路包括至少以下装置之一：(ⅰ)变容器装置，(ⅱ)振荡器电源电压改变装置，(ⅲ)差分放大器尾电流改变装置，(ⅳ)调整短路四分之一波成对线长度的装置。
9．一种压控振荡器，包括本发明权利要求1-8之一的平衡振荡器。
10．一种RF设备，例如发射机，接收机，收发信机，无线电设备，电视，调谐器，通信设备，电话，等等，备有按本发明权利要求1-8之一的平衡振荡器。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication