CN205490422U - 一种适合宽带调谐的压控振荡器 - Google Patents

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CN205490422U CN201620278511.4U CN201620278511U CN205490422U CN 205490422 U CN205490422 U CN 205490422U CN 201620278511 U CN201620278511 U CN 201620278511U CN 205490422 U CN205490422 U CN 205490422U
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Inventor
吴光胜
傅海鹏
马建国
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Tianjin University
Shenzhen Huaxunark Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型属于电能转换装置技术领域,尤其涉及一种适合宽带调谐的压控振荡器。在本实用新型实施例中,压控振荡器包括主圈、与主圈耦合的副圈和连接在所述副圈与地之间的开关装置,开关装置通过通断改变副圈的回流路径,进而改变副圈的等效电长度,进而改变所述压控振荡器的谐振频率,这种方式有利于在毫米波频段,圈数少、尺寸小的电感调谐,因此该压控振荡器的调谐方式更适合宽带调谐。

Description

一种适合宽带调谐的压控振荡器
技术领域
[0001] 本实用新型属于电能转换装置技术领域,尤其涉及一种适合宽带调谐的压控振荡 器。
背景技术
[0002] 振荡器是一个频率源,不需要外界信号激励,自身就可将直流电能转化为交流电 能,被广泛的应用于医学、化学、生物学等多领域的设备装置中。高质量的振荡器要求有灵 活的调谐能力。根据电磁感应定律,完整的感生电动势必须考虑电流所在的闭合环路产生 的磁场。因此螺旋电感是一种由其环路决定其性能的元件,然而在实际应用中,通常只强调 电感的端口,认为电感的全部效应只存在于信号电流从输入端到输出端的螺旋线圈中,而 忽略了电感之外的电流回流路径所起到的闭合回路的作用。这种忽略在传统RF频率下不会 造成很大的问题,但在毫米波频段,由于电感的圈数少,尺寸小,回流路径所产生的自感和 互感对整体性能的影响就会十分显著。因此,现有的振荡器不适合宽带调谐。 实用新型内容
[0003] 本实用新型实施例的目的在于提供一种适合宽带调谐的压控振荡器,旨在解决现 在的振荡器存在不适合宽带调谐的问题。
[0004] 本实用新型实施例是这样实现的,一种适合宽带调谐的压控振荡器,所述压控振 荡器包括主圈、与主圈耦合的副圈,所述压控振荡器还包括:
[0005] 连接在所述副圈与地之间,通过改变副圈的回流路径,进而改变副圈的等效电长 度,进而改变所述压控振荡器的谐振频率的开关装置。
[0006] 上述结构中,所述副圈包括第一子副圈和第二子副圈,所述第一子副圈包括3段支 路,所述第二子副圈也包括3段支路。
[0007] 上述结构中,所述开关装置包括MOS管S1P、M0S管S2P和MOS管S3 P,所述MOS管Slp、 MOS管S2P和MOS管S3dWj|极分别接所述第一子副圈的3段支路,所述MOS管S1 P、M0S管S2[^ MOS管S3P的源极分别接地。
[0008] 上述结构中,所述开关装置还包括MOS管S1N、M0S管S2N和MOS管S3 N,所述MOS管S1N、 MOS管S2N和MOS管53〃的漏极分别接所述第二子副圈的3段支路,所述MOS管S1 N、M0S管S2_ MOS管S3N的源极分别接地。
[0009] 上述结构中,所述压控振荡器还包括与所述主圈两端连接的交叉耦合晶体管。
[0010] 在本实用新型实施例中,压控振荡器包括主圈、与主圈耦合的副圈和连接在所述 副圈与地之间的开关装置,开关装置通过通断改变副圈的回流路径,进而改变副圈的等效 电长度,进而改变所述压控振荡器的谐振频率,这种方式有利于在毫米波频段,圈数少、尺 寸小的电感调谐,因此该压控振荡器的调谐方式更适合宽带调谐。
附图说明
[0011] 图1是本实用新型实施例提供的适合宽带调谐的压控振荡器的结构图。
具体实施方式
[0012] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施 例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0013] 图1示出了本实用新型实施例提供的适合宽带调谐的压控振荡器的结构,为了便 于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
[0014] -种适合宽带调谐的压控振荡器,所述压控振荡器包括主圈1、与主圈1耦合的副 圈2,所述压控振荡器还包括:
[0015] 连接在所述副圈2与地之间,通过改变副圈2的回流路径,进而改变副圈2的等效电 长度,进而改变所述压控振荡器的谐振频率的开关装置。
[0016] 作为本实用新型一实施例,所述副圈2包括第一子副圈21和第二子副圈22,所述第 一子副圈21包括3段支路,所述第二子副圈22也包括3段支路。
[0017] 作为本实用新型一实施例,所述开关装置包括MOS管S1P、M0S管S2P和MOS管S3 P,所 述MOS管S1P、M0S管S2P和MOS管S3^漏极分别接所述第一子副圈21的3段支路,所述MOS管 S1p、M0S管S2p和MOS管S3p的源极分别接地。
[0018] 作为本实用新型一实施例,所述开关装置还包括MOS管S1n、M0S管S2n和MOS管S3N, 所述MOS管S1n、M0S管S2n和MOS管S3^漏极分别接所述第二子副圈22的3段支路,所述MOS管 S1 N、M0S管S2n和MOS管33〃的源极分别接地。
[0019] 作为本实用新型一实施例,所述压控振荡器还包括与所述主圈1两端连接的交叉 耦合晶体管3。
[0020] 由电磁感应定律可知,完整的感生电动势必须考虑电流所在闭合环路产生的磁 场,因此螺旋电感是一种由其环路决定其性能的元件,所以当改变振荡器中电感的回流路 径时,电感的自感和互感都会被改变,振荡器的谐振频率也随之被改变。在本实用新型实施 例中,通过改变副圈2的回流路径,从主圈1看进去的等效感值就会发生变化。在具体实现过 程中,将开关装置放在副圈2与地之前,通过开关装置的切换,改变副圈2的回流路径,进而 改变副圈2的等效电长度,主圈1的感值产生相应的变化。
[0021] 当副圈2的谐振频率(
Figure CN205490422UD00041
)远大于压控振荡器的工作频率ω,即ω2α 2〈1时,电 感负载的变压器调谐范围α可由下公式得到:
[0022] a = k2/[l-(l-k2)(l-202CL2)] (1)
[0023] 其中,k是电阻负载变压器T1的耦合系数,C是副圈的寄生电容,L2是副圈的电感。由 公式(1)可知,为了获得较大的调谐范围a,通常希望耦合系数k较大,此处需要注意的是,只 要ω 2CL2〈1,压控振荡器的调谐范围就不会因寄生电容而减小,因此上述调谐方式更适合宽 带调谐。
[0024] 图1,压控振荡器包含3组开关,分别是MOS管SIp和MOS管S1n、M0S管S2p和MOS管S2n、 MOS管S3p和MOS管S3n,三组开关可以产生6个不同的模式,如下表所示:
Figure CN205490422UD00042
Figure CN205490422UD00051
[0026] 其中四个模式的开关是对称分布的,对称性开关的优点是可以提高从电感调谐时 的对称性,在仿真中发现对称性越高的模式,压控振荡器的相位噪声往往越好,这也是此压 控振荡器相位噪声波动较小的原因。
[0027] 此外,压控振荡器的副圈2与地之间的开关均匀的分布于副圈2地节点和副圈2输 入端口间,这样做的目的在于确保压控振荡器的副圈2的回流路径线性增加,以保证压控振 荡器调谐曲线的线性间距线性变化。
[0028] 在本实用新型实施例中,压控振荡器包括主圈、与主圈耦合的副圈和连接在所述 副圈与地之间的开关装置,开关装置通过通断改变副圈的回流路径,进而改变副圈的等效 电长度,进而改变所述压控振荡器的谐振频率,这种方式有利于在毫米波频段,圈数少、尺 寸小的电感调谐,因此该压控振荡器的调谐方式更适合宽带调谐。
[0029] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型 的保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种适合宽带调谐的压控振荡器,其特征在于,所述压控振荡器包括主圈、与主圈耦 合的副圈,所述压控振荡器还包括: 连接在所述副圈与地之间,通过改变副圈的回流路径,进而改变副圈的等效电长度,进 而改变所述压控振荡器的谐振频率的开关装置。
2. 如权利要求1所述的适合宽带调谐的压控振荡器,其特征在于,所述副圈包括第一子 副圈和第二子副圈,所述第一子副圈包括3段支路,所述第二子副圈也包括3段支路。
3. 如权利要求2所述的适合宽带调谐的压控振荡器,其特征在于,所述开关装置包括 MOS管S1p、M0S管S2p和MOS管S3p,所述MOS管S1p、M0S管S2p和MOS管S3p的漏极分别接所述第一 子副圈的3段支路,所述MOS管S1 P、M0S管S2P和MOS管S3P的源极分别接地。
4. 如权利要求3所述的适合宽带调谐的压控振荡器,其特征在于,所述开关装置还包括 MOS管S1n、M0S管S2n和MOS管S3n,所述MOS管S1n、M0S管S2n和MOS管33〃的漏极分别接所述第二 子副圈的3段支路,所述MOS管S1n、M0S管S2n和MOS管33〃的源极分别接地。
5. 如权利要求4所述的适合宽带调谐的压控振荡器,其特征在于,所述压控振荡器还包 括与所述主圈两端连接的交叉耦合晶体管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107425812A (zh) * 2017-03-09 2017-12-01 中国科学院微电子研究所 一种基于双模电感的毫米波压控振荡器

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