CN201467072U - 振荡电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种振荡电路。该振荡电路包括用于产生振荡信号的谐振电路、正反馈连接的差分放大器以及用于向该差分放大器提供电流的电流源，该谐振电路连接于该差分放大器的输出端之间。该实用新型的振荡电路可以有效拓宽振荡频带、减小高低频端振荡幅度的差距。

Description

振荡电路

技术领域

本实用新型涉及一种振荡电路。

背景技术

集成电路由于具有体积小、功耗低、成本低的特点而得到广泛的应用，请参阅图1，是一种现有技术的三点式振荡电路示意图。该振荡电路10主要利用电容C11、C12与电感L以及放大三极管形成一个正反馈结构，从而起到稳定振荡的功能。该振荡电路10的起振条件为：|A*F|＞1，其中，A为放大器增益，F为反馈系数。在该振荡电路10中：

$A=\mathrm{\β}\frac{R_1//\frac{R_i}{F^2}//Z}{r_{\mathrm{be}}+(1+\mathrm{\β})R_e}---\left(1\right)$

$F=\frac{V_f}{V_O}=\frac{V_O\·\mathrm{j\ω}\frac{C_{11}\·C_{12}}{C_{11}+C_{12}}}{V_O\·\mathrm{j\ω}{C}_{12}}=\frac{C_{11}}{C_{11}+C_{12}}---\left(2\right)$

$r_{\mathrm{be}}=r_b+(1+\mathrm{\β})\frac{V_T}{I_{\mathrm{EQ}}}---\left(3\right)$

$R_i=R_e+\frac{r_{\mathrm{be}}}{1+\mathrm{\β}}---\left(4\right)$

$\left|Z\right|=R+\frac{{\mathrm{\ω}}^2{L}^2}{R}---\left(5\right)$

其中，Z为该振荡电路10谐振时LC选频网络的阻抗(R指L的自带电阻)，rb为基极体电阻，Re为发射极体电阻。当Q＞＞1(LC网络的Q值足够高，100以上)时，该振荡电路10的放大增益为：

$A=\mathrm{\β}\frac{R_1//\frac{R_i}{F^2}}{r_{\mathrm{be}}+(1+\mathrm{\β})R_e}---\left(6\right)$

该振荡电路10的起振条件可简化为：

$|A*F|=\mathrm{\β}\frac{R_1//\frac{R_i}{F^2}}{r_{\mathrm{be}}+(1+\mathrm{\β})R_e}\·F---\left(7\right)$

从上述公式(7)可见，该振荡电路10的起振条件比较复杂，在常温下与多个因素相关，如：振荡管的参数β和基极体电阻rb及发射极体电阻Re、反馈系数F、偏置电流IEQ。其中，F和IEQ需要选取一个合适值，并不是越大越好。

由于该振荡电路10的起振条件复杂，因此，如果该振荡电路10的起振参数设置不当，特别是当该振荡电路10的品质因数Q下降时，该振荡电路10将出现停振现象，所以该振荡电路10的振荡频率范围较窄，同时，由于该振荡电路10的LC回路的品质因数Q不能过低，导致该振荡电路10的振荡幅度将居高不下，相应的电磁辐射也较大.如图2所示，当该振荡电路10的振荡频率小于80MHz时，该振荡电路10将会停振.该振荡电路10的高频振荡幅度在200mVrms，低频时，振荡幅度较小，该振荡电路10的高低频端振荡幅度相差较大.

实用新型内容

为了解决现有技术的振荡电路的振荡频带窄、高低频端振荡幅度相差大的技术问题，有必要提供一种振荡频带宽、高低频端振荡幅度相差小的振荡电路。

一种振荡电路，包括用于产生振荡信号的谐振电路、正反馈连接的差分放大器以及用于向该差分放大器提供电流的电流源，该谐振电路连接于该差分放大器的输出端之间。

该谐振电路包括并联连接的电阻、电容和电感。该电流源是恒流源。该差分放大器包括一对差分连接的有源元件，该有源元件是NPN型双极型晶体管，其中一个晶体管的基极连接到另一个晶体管的集电极，该晶体管的集电极连接到该另一个晶体管的基极，该晶体管对的发射极通过该电流源接地，该谐振电路连接在该对晶体管的集电极之间。

与现有技术相比，本实用新型的振荡电路的起振条件仅与偏置电流Iq相关，因此，该振荡电路的起振条件简单，该振荡电路不易发生停振现象，从而有效的拓宽了该振荡电路的振荡频带。同时，由于该振荡电路的谐振电路的LC回路的品质因数Q可以设置的较低，所以该振荡电路的振荡幅度可以设置的较低，减小振荡辐射，提高电磁兼容性。

附图说明

图1是一种现有技术的三点式振荡电路的示意图。

图2是图1所示的振荡电路的频率-振荡幅度关系示意图。

图3是本实用新型的振荡电路的示意图。

图4是图3所示的振荡电路的频率-振荡幅度关系示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

请参阅图3，是本实用新型的振荡电路的示意图。该振荡电路20包括一用于产生振荡信号的谐振电路21、一差分放大器23及用于向该差分放大器23提供电流的电流源25，该谐振电路21连接于该差分放大器23的输出端之间。该差分放大器23包括一对差分连接的有源元件。该谐振电路23包括并联连接的一电阻211、一电容213及一电感215。

在本实施方式中，该电流源25是一恒流源，该对有源元件是NPN型双极型晶体管。该第一晶体管231的集电极连接到该第二晶体管233的基极，该第一晶体管231的基极连接到该第二晶体管233的集电极，该第一、第二晶体管231、233的发射极通过该电流源25接地，即该第一、第二晶体管231、233的输出之一被正反馈到另一个晶体管的输入。该第一、第二晶体管231、233的集电极连接一电源27，该谐振电路21连接于该第一、第二晶体管231、233的集电极之间。

该振荡电路20振荡平衡时，放大增益为1。该振荡电路20的起振条件为初始状态下，放大增益Gv＞1，

$\mathrm{Gv}=\frac{\mathrm{\β}\·Z}{(1+\mathrm{\β})\frac{V_T}{I_q}}=\frac{\mathrm{\β}\·Z\·I_q}{(1+\mathrm{\β})V_T}---\left(9\right)$

因为该振荡电路20在初始状态下输入信号很小，所以该第一、第二晶体管231、233的β很大，所以上述式子(9)可以简化为：

$\mathrm{Gv}=\frac{Z\·I_q}{V_T}---\left(10\right)$

其中，Z为该谐振电路21的LC网络在谐振状态ω0下的等效阻抗。

从式子(10)可以看出，常温且Z值不变的情况下，该振荡电路20的起振条件仅与偏置电流Iq相关，即该振荡电路20的振荡能力的强弱可仅仅通过调整Iq来调节。

与现有技术相比，本实用新型的振荡电路20的起振条件仅与偏置电流Iq相关，因此，该振荡电路20的起振条件简单，该振荡电路20不易发生停振现象，从而有效的拓宽了该振荡电路20的振荡频带。同时，由于该振荡电路20的谐振电路21的LC回路的品质因数Q可以设置的较低，所以该振荡电路20的振荡幅度可以设置的较低，减小振荡辐射，提高电磁兼容性。如图4所示，当该振荡电路20的振荡频率小于80MHz时，仍能够振荡而不发生停振，从而拓宽了振荡频带，该振荡电路20的高低频端的振荡幅度都维持在100mVrms，该振荡电路20的高低频端振荡幅度相差较小。

在本实用新型的振荡电路20中，该差分放大器23的有源元件是NPN型双极型晶体管，但也可以是PNP型双极晶体管或者场效晶体管，并不限于上述实施方式所述。

在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本实用新型不限于在说明书中所述的具体实施例。

Claims (9)

1.一种振荡电路，包括用于产生振荡信号的谐振电路，其特征在于：该振荡电路还包括正反馈连接的差分放大器以及用于向该差分放大器提供电流的电流源，该谐振电路连接于该差分放大器的输出端之间。

2.如权利要求1所述的振荡电路，其特征在于：该谐振电路包括并联连接的电阻、电容和电感。

3.如权利要求1所述的振荡电路，其特征在于：该电流源是恒流源。

4.如权利要求1所述的振荡电路，其特征在于：该差分放大器包括一对差分连接的有源元件。

5.如权利要求4所述的振荡电路，其特征在于：其中一个有源元件的输入端连接另一个有源元件的输出端，该有源元件的输出端连接到该另一有源元件的输入端。

6.如权利要求4所述的振荡电路，其特征在于：该有源元件是双极型晶体管。

7.如权利要求4所述的振荡电路，其特征在于：该有源元件是NPN型双极型晶体管。

8.如权利要求7所述的振荡电路，其特征在于：其中一个晶体管的基极连接到另一个晶体管的集电极，该晶体管的集电极连接到该另一个晶体管的基极，该晶体管对的发射极通过该电流源接地。

9.如权利要求8所述的振荡电路，其特征在于：该谐振电路连接在该对晶体管的集电极之间。

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