CN1520026A - 压控振荡器、组合模块和通信装置 - Google Patents

Abstract

一种谐振电路，包括扼流线圈、变容二极管、耦合电容器、谐振电容器、限定电感元件的谐振器以及旁路电容器。放大电路包括缓冲放大晶体管、振荡晶体管、偏压电阻器、Colpitts电容器、旁路电容器、耦合电容器、扼流线圈、谐振电容器以及谐振电感器。偏压电阻器具有电连接到振荡晶体管基极的一端和通过具有电接地的一端的谐振电感器而电连接到地的另一端。

Description

压控振荡器、组合模块和通信装置

技术领域

本发明涉及一种压控振荡器、一种组合模块和一种通信装置。

背景技术

图5是传统压控振荡器1的电路图。压控振荡器1包括谐振电路2和放大电路3。谐振电路2的谐振频率根据施加到控制端子4上的控制电压Vc而改变。放大电路3基于谐振电路2的谐振频率振荡信号，并放大所述信号。

参考图6和7，压控振荡器1的电路2和3通常包括安装在电路衬底10上或形成在电路衬底10内部的各种电子元件(以下将描述)，电路衬底10通过一体烧制具有印刷在其上的电路图案或接地电极的多层陶瓷片而制成。在图6和7中，电路衬底10包括控制端子4、驱动电源端子5、输出端子6、内层连接端子7至9以及接地端子G。电路衬底10进一步包括布线图12a至12e、通路孔11a和通孔11b。除了以上描述的元件外，电路衬底10在其上表面上还具有其它布线图、通路孔以及通孔，这些元件没有在图6和7中示出。

振荡电路2包括扼流线圈L1、变容二极管D1、耦合电容器C9和C10、谐振电容器C11、谐振器(带状线或微带线)SL2以及旁路电容器C12，其中谐振器是电感元件。

放大电路3包括缓冲放大晶体管Tr1，振荡晶体管Tr2，偏压电阻器R1、R2、R3和R4，考毕子(Colpitts)电容器C4、C5、C6和C7，旁路电容器C1和C3，耦合电容器C2，扼流线圈(带状线或微带线)SL1，谐振电容器C8以及谐振电感器(带状线或微带线)SL3，所述谐振电感器SL3是电感元件。

日本未审查专利申请公开出版物No.11-74727公开了另一种已知的压控振荡器，其所具有的电路不同于根据本发明实施例的电路。在该压控振荡器中，晶体管的发射极不仅通过电容器和偏压电阻器连接到地，而且通过连接到偏压电阻器和电容器之间的节点的谐振器连接到地。

再次参照图5，放大电路3中的偏压电阻器R3具有电连接到晶体管Tr2基极的一端和直接连接到地的另一端。将偏压电阻器R3连接到地的一个方法是通过设置在电路衬底10上的布线图12a，如图6所示，以便将偏压电阻器R3电连接到接地端子G。

然而，由于区域S1覆盖布线图12a，该方法阻碍芯片元件被安装到区域S1中。因此，该方法不适于压控振荡器1的小型化设计。该方法的另一个不利之处在于减小了可用于微带线的空间，这使得很难形成作为小损耗微带线的谐振器SL2。

如图7所示，另一种方法是在电路衬底10内部形成通孔11b，以便通孔11b将偏压电阻器R3电连接到电路衬底10下表面上的接地电极(未在图中示出)。该方法消除了在电路衬底10上形成布线图12a的需要，从而允许诸如偏压电阻器R1之类的芯片元件被安装到区域S1中。

遗憾的是，该方法具有以下缺点，即在电路衬底10内部的用于谐振器(带状线或微带线)SL2的区域受到通孔11b的限制，其阻碍区域S2被使用，如图8所示。因此，该方法也不适于压控制振荡器1的小型化设计。特别是，由带状线限定的谐振器SL2要求形成通路孔11a以便电连接在电路衬底10表面和内层上的带状线之间，这样进一步限制了元件布局和内层图案。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供了一种压控振荡器、一种组合模块以及一种通信装置，它们设计为小型化并且在元件布局和内层图案方面受到较小的限制。

根据本发明的一个优选实施例，压控振荡器包括谐振电路以及放大电路，所述谐振电路包括一端电连接至地的电感元件，所述放大电路包括晶体管和电阻器。在这种压控振荡器中，电阻器具有电连接到晶体管基极的一端和通过电感元件电连接到地的另一端。

根据本发明的另一个优选实施例，压控振荡器包括电路衬底，所述电路衬底包括多个绝缘层和多个电极的层压。所述电路衬底还包括谐振电路和放大电路，所述谐振电路包括一端电连接至地的电感元件，所述放大电路包括晶体管和电阻器。晶体管和电阻器中的至少一个安装到电路衬底上。在这种压控振荡器中，电阻器具有电连接到晶体管基极的一端和通过电感元件电连接到地的另一端。所述电感元件可以由微带线、带状线或者片状线圈或其它适当的元件制成。

上述电感元件用作高频(AC)范围内的电感器或谐振器，并且用作DC范围内的短路元件。因此，在DC范围内，电感元件被用作接地电极，如上所述电阻器连接到该接地电极上。这一优点缩短了到达地的线路。另外，不需在在电路衬底中提供布线图或通孔。这一优点在电路衬底表面上和内部提供了自由空间以便安装电子元件和形成布线图，从而使得能够设计小型化的压控振荡器。

根据本发明的另一个优选实施例，组合模块或通信装置包括根据如上所述各种优选实施例的小型化的压控振荡器。这样的组合模块和通信装置也能被设计为小型化并具有改善的电特性。

通过以下参照附图对优选实施例的具体描述，本发明的上述和其它的元件、特性、特点、步骤和优点将变得更加清楚。

附图简述

图1是根据本发明的一个实施例的压控振荡器的电路图；

图2是包括图1的电路的多层压控振荡器的外部透视图；

图3是图2所示的多层压控振荡器的内层的平面图；

图4是根据本发明的一个实施例的通信装置的电路方框图；

图5是传统压控振荡器的电路图；

图6是包括图5的电路的多层压控振荡器的外部透视图；

图7是图6所示的多层压控振荡器的变型的外部透视图；和

图8是图7所示的多层压控振荡器的内层的平面图。

具体实施方式

以下将参照附图说明根据本发明的压控振荡器、组合模块和通信装置的优选实施例。

第一优选实施例

参照图1，压控振荡器21优选包括谐振电路2和放大电路3。谐振电路2的谐振频率根据施加到控制端子4上的控制电压Vc而变化。放大电路3根据谐振电路2的谐振频率产生信号和放大信号。

参照图2，压控振荡器21的电路2和3通常包括安装在电路衬底10上或设置在电路衬底10中的各种电子元件(以下说明)，所述电路衬底通过一体烧制具有印刷在其上的电路图案或接地电极的多层陶瓷片而制成。在图2中，电路衬底10包括控制端子4、驱动电源端子5、输出端子6、内层连接端子7-9，以及接地端子G。电路衬底10还包括布线图12a-12f和通路孔22。除了上述的元件以外，电路衬底10在其上表面上包括其它布线图、通路孔以及通孔，这些元件未在图2中示出。

谐振电路2包括扼流线圈L4、变容二极管D1、耦合电容器C9和C10、谐振电容器C11、谐振器SL2以及旁路电容器C12，其中所述谐振器SL2是电感元件。

芯片元件被用于变容二极管D1、耦合电容器C9和C10、谐振电容器C11以及旁路电容器C12。这些芯片元件表面安装到电路衬底10上。扼流线圈L4和谐振器SL2由印刷在绝缘陶瓷片上的电路图案限定。这些电路图案设置在电路衬底10的内部。特别地，谐振器SL2由带状线或微带线限定，如图3所述。

带状线被限定为在其上或其下具有相对的接地电极(opposed groundelectrode)的单线，以便信号线和接地电极通过绝缘陶瓷片彼此分开。微带线被限定为其上具有一个接地电极并且其下具有另一个接地电极的单线，以便每个接地电极通过绝缘陶瓷片与信号线分开。

施加到控制端子4的控制电压Vc通过扼流线圈L4被供至变容二极管D1。控制端子4通过在高频范围内的高频旁路电容器C12接地。变容二极管D1、谐振电容器C11以及谐振器SL2相对于地并联地电连接。注意谐振器SL2的一端接地。

放大电路3包括缓冲放大晶体管Tr1，振荡晶体管Tr2，偏压电阻器R1、R2、R3和R4，Colpitts电容器C4、C5、C6和C7，旁路电容器C1和C3，耦合电容器C2，扼流线圈SL1，谐振电容器C8以及谐振电感器SL3。

芯片元件被用于包括缓冲放大晶体管Tr1和振荡晶体管Tr2的集成电路元件IC，偏压电阻器R1、R2和R3，Colpitts电容器C4-C7，旁路电容器C1和C3，耦合电容器C2，以及谐振电容器C8。这些芯片元件表面安装到电路衬底10上。扼流线圈SL1、偏压电阻器R4以及谐振电感器SL3优选由印刷在绝缘陶瓷片上的电路图案或印刷电阻器限定。这些电路图案和印刷电阻器设置在电路衬底10的内部。特别地，扼流线圈SL1和谐振电感器SL3由带状线或微带线限定。

谐振电感器SL3和谐振电容器C8共同限定并联谐振电路部分。谐振电感器SL3具有在振荡频率处与谐振电容器C8产生并联谐振的的电感值。以这种方式，从振荡晶体管Tr2经过偏压电阻器R4到地的阻抗在振荡频率处增加。

偏压电阻器R4规定施加到振荡晶体管Tr2的发射极的DC偏压。即，发射极限定电流输出端子。驱动电压Vb通过驱动电源端子5施加到串联连接的缓冲放大晶体管Tr1和振荡晶体管Tr2上，所述驱动电源端子5通过高频范围内的高频旁路电容器C1接地。

参照图2和3，偏压电阻器R3具有电连接到振荡晶体管Tr2基极的一端，以及通过设置在电路衬底10中的布线图12f和通路孔22并进一步通过具有电连接到地的一端的谐振电感器SL2而接地的另一端。具有电连接到地的一端的谐振电感器SL2用作高频范围(AC范围)内的谐振器，并用作DC范围中的地。因此，偏压电阻器R3的将要接地端被连接到谐振器SL2的在DC范围中用作地的一端，从而该谐振器SL2被用作接地电极。该方法有益地缩短到达地的线路。

与图6和7所示的传统的压控振荡器1不同，不必要设置布线图12a或通孔11b，这使得诸如偏压电阻器R1的元件能够被安装在电路衬底10的上表面上的区域S1中，而谐振器SL2能够被设置在电路衬底10内部的区域S2中。因此，极大地减小了压控振荡器21的尺寸。

而且，电路衬底10表面上的自由空间增加以限定用于谐振器SL2之上或之下的接地电极的空间。结果，谐振器SL2作为小损耗微带线被使用，从而极大地改善噪声特性。

偏压电阻器R3不允许高频信号通过，因此，上述的结构不会不利地影响谐振器SL2的固有功能。另外，防止了经过谐振器SL2的高频信号通过偏压电阻器R3进入振荡晶体管Tr2的基极。

该压控振荡器21如下操作：限定谐振电路2的变容二极管D1的电容根据控制电压Vc的值变化；谐振电路2的谐振频率变化；放大电路3根据谐振频率振荡信号和放大信号；最后，信号通过输出端子6输出。

第二优选实施例

第二优选实施例将以作为根据本发明的通信装置的移动电话作为例子来说明。

图4是移动电话120的RF部分的电路方框图。移动电话120包括天线元件122、双工器123、发送隔离器131、发送放大器132、发送级间带通滤波器133、发送混合器134、接收放大器135、接收级间带通滤波器136、接收混合器137、压控振荡器138以及本地带通滤波器139。

在移动电话120中，压控振荡器138和本地带通滤波器139集成在作为电路块的单个电路衬底上，所述电路块是组合模块140。对于压控振荡器138，优选使用根据本发明第一优选实施例的压控振荡器21。通过实施该组合模块140，移动电话120提高了电特性，变得小型化，并具有极大提高的可靠性。

本发明参照但并不局限于前述的优选实施例。在本发明的范围内可以想到各种变型。例如，第一优选实施例描述的偏压电阻器R3可以是形成在多层产品表面上或内部的印刷电阻器。谐振器SL2和谐振电感器SL3可以是片状线圈。

缓冲放大晶体管Tr1和振荡晶体管Tr2可以用不同于串连连接的其它方式来互相连接，谐振器SL2和变容二极管D1可以串联连接。而且，两个压控振荡器21可以并联连接以便它们可以用开关装置进行切换。

偏压电阻器R3的将要接地端可以连接到作为DC范围中的地的谐振器SL2的中点。这也产生与根据第一优选实施例的压控振荡器21相同的优点。

本发明并不局限于上述的优选实施例，在权利要求所述的范围内可有各种变型。通过适当组合在每个不同优选实施例中公开的技术特征所获得的实施方式也包括在本发明的技术范围内。

Claims (14)

1.一种压控振荡器，包括：

谐振电路，所述谐振电路包括具有电连接至地的一端的电感元件；以及

放大电路，所述放大电路包括晶体管和电阻器；其中

电阻器具有电连接到晶体管基极的一端和通过电感元件电连接到地的另一端。

2.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，所述电感元件包括微带线和带状线中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，所述电感元件是片状线圈。

4.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，所述放大电路包括缓冲放大晶体管、振荡晶体管、偏压电阻器、考毕子电容器、旁路电容器、耦合电容器、扼流线圈、谐振电容器以及谐振电感器。

5.一种包括电路衬底的组合模块，所述电路衬底包括第一电路块和第二电路块，其中第一电路块是如权利要求1所述的压控振荡器。

6.一种通信装置，包括如权利要求1所述的压控振荡器。

7.一种通信装置，包括如权利要求5所述的组合模块。

8.一种压控振荡器，包括：

电路衬底，所述电路衬底包括：多个绝缘层和多个电极的层压；谐振电路，所述谐振电路包括具有电连接至地的一端的电感元件；以及放大电路，所述放大电路包括晶体管和电阻器；其中

晶体管和电阻器中的至少一个安装到电路衬底上；以及

电阻器具有电连接到晶体管基极的一端和通过电感元件电连接到地的另一端。

9.根据权利要求8所述的压控振荡器，其特征在于，所述电感元件包括微带线和带状线中的至少一种。

10.根据权利要求8所述的压控振荡器，其特征在于，所述电感元件是片状线圈。

11.根据权利要求8所述的压控振荡器，其特征在于，所述放大电路包括缓冲放大晶体管、振荡晶体管、偏压电阻器、考毕子电容器、旁路电容器、耦合电容器、扼流线圈、谐振电容器以及谐振电感器。

12.一种包括电路衬底的组合模块，所述电路衬底包括第一电路块和第二电路块，其中第一电路块是如权利要求8所述的压控振荡器。

13.一种通信装置，包括如权利要求8所述的压控振荡器。

14.一种通信装置，包括如权利要求12所述的组合模块。

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