CN1351414A - 压控振荡器和使用该压控振荡器的通信装置 - Google Patents

Abstract

一种压控振荡器在两个不同的频率之间变换进行操作,并且它包括谐振电路、振荡电路和缓冲电路。谐振电路包括:可变电容二极管,作为开关元件的二极管,带状传输线谐振器,电感线圈,电阻器,耦合电容器,以及隔直流电容器。带状传输线谐振器的中间抽头的CT1,其位于带状传输线谐振器中的两个端之外的一位置上,它通过作为开关元件的二极管以及隔直流电容器接地。该二极管作为该开关元件通过电阻器连接到控制端。

Description

压控振荡器和使用该压控振荡器的通信装置

技术领域

本发明涉及一种压控振荡器和包括该压控振荡器的通信装置，尤其是在工作期间变换多个不同的频率的压控振荡器，以及包括这样的压控振荡器的通信装置。

背景技术

近年来，使用不同频率的多种通信系统已经被广泛的使用。为增加系统的使用率，多个通信系统可以由单个通信装置接入已经变得越来越重要。在这种情况下，高频振荡电路，比如组成通信装置的本机振荡电路的压控振荡器，需要将它的频率变换为多个不同的频率，以便在许多不同的通信系统中操作。

图5是一种常规的压控振荡器的电路图。日本的未审查的专利申请公报No.11-186844公布了一种压控振荡器50，它是在两个不同的频率之间变换进行工作，并且包括谐振电路1，振荡电路2和缓冲电路3。谐振电路1选择两个不同的频率中的一个，并且输出在该选择的频率谐振的信号。谐振电路1包括变容二极管VD1，二极管D1，带状传输线谐振器L1，电感线圈L2，电阻器R1，耦合电容器C1和C2，以及隔直流电容器C3。可变电容二极管VD1的阳极接地，阴极通过电感线圈L2连接到电源电压端4。在可变电容二极管VD1和电感线圈L2之间的节点通过耦合电容器C1和C2连接到振荡电路2。带状传输线谐振器L1的一端连接到在耦合电容器C1和C2之间的节点，而另一端接地。位于带状传输线谐振器L1的该两端以外的一个位置的中间抽头CT通过隔直流电容器C3连接到二极管D1的阳极，二极管D1的阴极接地。此外，在隔直流电容器C3和二极管D1之间的节点通过电阻器R1连接到控制端。耦合电容器将可变电容二极管VD1耦合到带状传输线谐振器L1。耦合电容器C2将带状传输线谐振器L1与振荡电路2耦合。

振荡电路2是装备有晶体管Q1并且以共射极方式工作的考毕兹振荡电路。用于产生反馈容量的电容器C4连接到晶体管Q1的基极和发射极之间。晶体管Q1的发射极通过电容器C5连接到缓冲电路3，并且也是通过电容器C6接地的。此外，晶体管Q1的集电极通过作为扼流圈的电感线圈L3连接到电源供电端6，并且也是通过电容器C7接地的。

参照如上面描述的配置的压控振荡器50，由谐振电路1谐振的信号被输入到振荡电路2中的晶体管Q1的基极，并且是通过晶体管Q1振荡的。振荡信号被缓冲电路3放大并且通过输出端7输出。利用施加到控制端5的电压通过控制二极管D1的导通-截止，对于振荡可使用可以变换的两个不同的频率。

尤其是，当没有电压加到控制端5时，二极管D1截止，以使隔直流电容器C3和二极管D1与带状传输线谐振器L1电分离，并且电感分量是由带状传输线谐振器L1的长度限定的。

另一方面，当电压施加到控制端5时，二极管D1导通，以使带状传输线谐振器L1的中间抽头CT通过隔直流电容器C3和二极管D1接地。因此，电感分量是由带状传输线谐振器L1的一端和中间抽头CT之间的长度限定的。因此，频率变成比在二极管D1截止时的频率高，所以电感分量是由带状传输线谐振器L1的长度定义的。

通过如上面描述的导通或截止二极管D1，可以改变谐振电路1的谐振频率。

然而，根据上面描述的常规的压控振荡器50，当二极管D1截止时，在隔直流电容器C3和二极管D1之间的节点A(图5中的A点)处的阻抗变成高频率的开路阻抗。因此，在节点A处的阻抗变高，以使阻抗噪音通过点A和隔直流电容器C3进入带状传输线谐振器L1。结果，压控振荡器50的性能变差。

发明内容

为了克服上面描述的问题，本发明的优选实施例提供一种压控振荡器，在其中可靠地避免了特性的恶化，并且提供了一种包括这样的新型压控振荡器的通信装置。

按照本发明的优选的实施例，压控振荡器包括：在所要求的频率谐振的谐振电路，在谐振电路的谐振频率振荡的振荡电路，以及缓冲电路，其放大来自振荡电路的振荡信号，谐振电路、振荡电路和缓冲电路是彼此连接的，谐振电路包括一端被接地的带状传输线谐振器，连接到带状传输线谐振器的中间抽头的开关元件，连接在开关元件和接地之间的隔直流电容器，以及连接到开关元件并且施加电压以控制该开关元件的控制端。

根据本发明的优选实施例的压控振荡器的开关元件较好是二极管，该二极管的第一端连接到带状传输线谐振器的中间抽头，该二极管的第二端连接到隔直流电容器和控制端。

开关元件较好是晶体管，晶体管的第一端连接到带状传输线谐振器的中间抽头，它的第二端连接到隔直流电容器，它的第三端连接到控制端。

根据本发明另一优选实施例的通信装置至少包括一个上面描述的压控振荡器。

在根据本发明的优选实施例的压控振荡器中，在谐振电路中包含的开关元件的一端连接到带状传输线谐振器的中间抽头，它的另外一端通过隔直流电容器接地并且连接到控制端。因此，即使当该开关元件被截止，即，在开关元件和控制端之间的节点处阻抗是开路阻抗，在开关元件和控制端之间的节点通过隔直流电容器对高频接地。因此，在开关元件和控制端之间节点处的阻抗可以保持在较低的水平。

根据本发明优选实施例的通信装置包括该压控振荡器，以使对干扰噪音的灵敏度非常低。因此，可以提供在多个频率下，特别是在低频情况下，具有理想的通信特性的通信装置。

通过下面参照附图对优选实施例的下列详细的描述，本发明的其它特征、元件、特性和优点将变得更加清楚明了。

附图说明

图1是根据本发明第一优选实施例的压控振荡器的电路图；

图2是显示图1的压控振荡器的输出特性的曲线图；

图3是根据本发明第二优选实施例的压控振荡器的电路图；

图4是根据本发明的另一优选实施例的通信装置的方块图；

图5是常规的压控振荡器的电路图。

具体实施方式

接下来将参照附图描述本发明的优选实施例。在本发明的优选实施例中，与常规的例子中相同的或等同的元件是用相同的参考数字指明，重复的描述被省略。

图1是根据本发明第一优选实施例的压控振荡器的电路图；压控振荡器10在两个不同的频率之间变换进行操作，并且它包括谐振电路11、振荡电路2和缓冲电路3。

谐振电路11选择两个不同的频率中的一个，并且输出在该选择的频率谐振的信号。谐振电路11包括：可变电容二极管VD11，为开关元件的二极管D1，带状传输线谐振器L11，电感线圈L12，电阻器R11，耦合电容器C11和C12，以及隔直流电容器C13。

可变电容二极管VD11的阳极接地，阴极通过电感线圈L12连接到电源电压端12。在可变电容二极管VD11和电感线圈L12之间的节点通过耦合电容器C11和C12连接到振荡电路2。

带状传输线谐振器L11的一端连接到耦合电容器C11和C12之间的节点，另外一端接地。带状传输线谐振器L11的中间抽头的CT1，其位于带状传输线谐振器L11的上述端之外的一位置，它连接到二极管D11的阴极，该阴极是二极管D11的第一端。为它的第二端的二极管D11的阳极通过隔直流电容器C13接地。此外，二极管D11的阳极通过电阻器R11连接到控制端13。

耦合电容器C11将可变电容二极管VD11与带状传输线谐振器L11耦合。耦合电容器C12将带状传输线谐振器L11与振荡电路2耦合。压控振荡器10的振荡电路2和缓冲电路3较好是分别具有与传统的压控振荡器50(图5)的振荡电路和缓冲电路相同的结构。

参照如上面描述的配置的压控振荡器10，由谐振电路11谐振的信号被输入到振荡电路2中的晶体管Q1的基极，并且是通过晶体管Q1振荡的。振荡信号被缓冲电路3放大并且通过输出端7输出。利用施加到控制端13的电压通过控制二极管D1的导通-截止，振荡可使用可以变换的两个不同的频率。

尤其是，当没有电压加到控制端13时，二极管D11截止，以使二极管D11和隔直流电容器C13与带状传输线谐振器L11电分离，并且电感分量是由带状传输线谐振器L11的长度限定的。

另一方面，当电压施加到控制端13时，二极管D11导通，以使带状传输线谐振器L11的中间抽头CT1通过二极管D11和隔直流电容器C13接地。因此，电感分量是由带状传输线谐振器L11的一端和中间抽头CT1之间的长度限定的。因此，频率变成比在二极管D11截止时获得的频率高，所以电感分量是由带状传输线谐振器L11的长度定义的。

通过如上面描述的导通或截止二极管D11，可以改变谐振电路11的谐振频率。

在图2中，实线代表图1所示第一优选实施例的压控振荡器10的输出特性，虚线代表图5所示常规的压控振荡器50的输出特性。

正如在图2中看到的，在振荡频率大约185MHz的优选实施例的压控振荡器10中，在±75kHz和±150kHz附近产生的寄生波被大大地降低。这表明第一优选实施例的压控振荡器10对干扰噪音的灵敏度比压控振荡器50的对干扰噪音的灵敏度低很多。

图3是根据本发明第二优选实施例的压控振荡器的电路图。压控振荡器20在两个不同的频率之间变换以便进行操作，并且它不同于第一优选实施例的压控振荡器10(图1)，在其中在谐振电路21中包含的开关元件是晶体管Q21。

即，谐振电路21包括可变电容二极管VD11，作为开关元件的晶体管Q21，带状传输线谐振器L11，电感线圈L12，电阻器R11，耦合电容器C11和C12，以及隔直流电容器C13。

带状传输线谐振器L11的中间抽头的CT1，其位于带状传输线谐振器L11中的两个端之外的一位置上，它连接到作为晶体管Q21的第一端的发射极。作为晶体管Q21的第二端的集电极通过隔直流电容器C13接地。此外，作为晶体管Q21的第三端的基极通过电阻器R11连接到控制端13。

根据上面的优选实施例描述的压控振荡器10和20，在谐振电路11或20中包含的作为开关元件的二极管D11或晶体管Q21的一端连接到带状传输线谐振器L11的中间抽头CT1，二极管D11或晶体管Q21的另外一端通过隔直流电容器C13接地，而且连接到控制端13。因此，即使当二极管D11或晶体管Q21截止，即，在二极管D11和控制端13之间或在晶体管Q21和控制端13之间节点A(在图1或3中点A)处阻抗是开路阻抗，节点A通过隔直流电容器C13高频接地。因此，在点A处阻抗可以保持在低的水平上。

因此，可靠地阻止干扰噪音通过点A流入带状传输线谐振器。可以提供不受干扰噪音影响的压控振荡器。

图4是根据本发明的另一优选实施例的通信装置的方块图。通信装置30较好是包括：天线31，双工器32，放大单元33a和33b，混频器34a和34b，压控振荡器35，PLL控制电路36，低通带滤波器37，温度补偿晶体振荡电路38，发送单元Tx，和接收单元Rx。

来自压控振荡器35的输出信号输入到PLL控制电路36，在其中与来自温度补偿晶体振荡电路38的振荡信号的相位进行相位比较。

PLL控制电路36输出具有预定频率和预定相位的控制电压。压控振荡器35在它的控制端接收通过低通带滤波器37的控制电压，并且输出对应于该控制电压的一高频信号。该高频信号作为本机振荡信号分别施加到混频器34a和34b。

混频器34a将发送单元Tx输出的中频信号与本机振荡信号混频以将这些信号转换为一发送信号。发送信号在放大单元33a中放大并且通过双工器32从天线31发射。

来自天线31的接收信号是通过双工器32发送并且在放大单元33b中放大。混频器34b将在放大单元33b中放大的接收信号与来自压控振荡器35的本机振荡信号混频，以便将它们变换为中频信号。该中频信号在接收单元Rx中进行信号处理。

图1和3的优选实施例的压控振荡器10和20被用作上面描述的通信装置30中的压控振荡器35。

上面描述的本发明优选实施例的通信装置包括优选实施例的压控振荡器，它们几乎不受干扰噪音的影响。因此，提供了在多个频率下(特别是在低频情况下)具有优良的通信特性的通信装置。

被描述为分别的优选实施例的压控振荡器部分的振荡电路和缓冲电路分别具有一般的电路结构。即使振荡电路和缓冲电路分别具有另外的电路结构，也可以实现本发明的压控振荡器。

此外，可以制作集成的上面所描述的每一优选实施例的压控振荡器，以致限定单个单元的模块。

关于多个不同的频率的组合，例如，在欧洲的DCS(数字蜂窝系统：1.8GHz波段)系统和GSM(移动通信全球系统：900MHz波段)系统，在北美洲的PCS(个人通信服务1.9GHz波段)系统和AMPS(高级移动电话业务：800MHz)系统，DECT(数字的欧洲无绳电话：1.9GHz波段)系统和GSM系统，以及在日本的PHS(个人便利电话系统：1.9GHz)系统和PDC(个人数字蜂窝：800MHz波段)系统等等，它们可以分别地组合。在根据本发明的不同的优选实施例的压控振荡器中，在谐振电路中所包含的开关元件的一端连接到带状传输线谐振器的中间抽头，它的另外一端通过隔直流电容器接地并且连接到控制端。因此，即使当该开关元件被截止，即，在开关元件和控制端之间的节点处阻抗变为开路阻抗，在开关元件和控制端之间的节点通过隔直流电容器对高频接地。因此，在开关元件和控制端之间节点处的阻抗可以保持在较低的水平。

因此，可以阻止干扰噪音通过开关元件和控制端之间的节点流入带状传输线振荡器。因此，提供了对干扰噪音几乎没有灵敏度的压控振荡器。

根据本发明另外一个优选实施例的通信装置包括另外一个优选实施例的对干扰噪音几乎没有灵敏度的压控振荡器。因此，可以提供在多个频率下，特别是在低频情况下，具有优良的通信特性的通信装置。

当在上面已经描述本发明的优选实施例的时候，应该理解对于该技术领域的熟练者来说，在没有离开本发明的范围和精神的情况下是能够做出各种变化和修改的。因此，本发明的范围完全是由所附的权利请求决定的。

Claims (14)

1.一种压控振荡器，其中包括：

以所要求频率谐振的谐振电路；

以谐振电路的谐振频率振荡的振荡电路；

放大来自振荡电路的振荡信号的缓冲电路，谐振电路、振荡电路和缓冲电路是彼此连接的；

谐振电路包括带状传输线谐振器，带状传输线谐振器的一端接地，一开关元件连接到带状传输线谐振器的中间抽头，一隔直流电容器连接在该开关元件和接地之间，一控制端连接到该开关元件并且被安排为施加一电压以控制该开关元件。

2.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于开关元件是二极管，二极管的第一端连接到带状传输线谐振器的中间抽头，二极管的第二端分别地连接到隔直流电容器和控制端。

3.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于开关元件是晶体管，晶体管的第一端连接到带状传输线谐振器的中间抽头，晶体管的第二端连接到隔直流电容器，它的第三端连接到控制端。

4.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于谐振电路在至少两个不同的频率之间变换以容许压控振荡器以至少两不同的频率工作。

5.根据权利要求4所述的压控振荡器，其特征在于两个不同的频率包括1.8GHz波段、1.9GHz波段、900MHz波段和800MHz波段中的两个波段。

6.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于谐振电路选择两个不同的工作频率中的一个，并且输出以选定的频率谐振的信号。

7.根据权利要求6所述的压控振荡器，其特征在于两个不同的频率包括1.8GHz波段、1.9GHz波段、900MHz波段和800MHz波段中的两个波段。

8.一种通信装置，其中包括根据权利1所述的压控振荡器。

9.一种通信装置，其中包括根据权利2所述的压控振荡器。

10.一种通信装置，其中包括根据权利3所述的压控振荡器。

11.一种通信装置，其中包括根据权利4所述的压控振荡器。

12.一种通信装置，其中包括根据权利5所述的压控振荡器。

13.一种通信装置，其中包括根据权利6所述的压控振荡器。

14.一种通信装置，其中包括根据权利7所述的压控振荡器。

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