DE102006030940A1 - Spannungsgesteuerter Oszillator mit automatischer Amplitudensteuerungsfunktion - Google Patents

Spannungsgesteuerter Oszillator mit automatischer Amplitudensteuerungsfunktion Download PDF

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Yoo Hwan Suwon Kim
Jin Taek Ansung Lee
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Abstract

Bei einem spannungsgesteuerten Oszillator umfasst ein spannungsgesteuerter oszillierender Teil einen Resonanzkreis, einen Differentialverstärkungskreis und eine aktive Last. Der Resonanzkreis erzeugt ein Resonanzsignal. Der Differentialverstärkungskreis rückkoppelt das Resonanzsignal von dem Resonanzkreis und gibt zwei Oszillationssignale mit einer Phasendifferenz von 180 DEG aus. Die aktive Last steuert die Verstärkung der in dem Differentialverstärkungskreis erzeugten Oszillationssignale. Des weiteren wandelt ein automatischer Amplitudensteuerungsteil die Oszillationssignale in eine Gleichspannung um und vergleicht die Gleichspannung mit einer vorgegebenen Referenzspannung, um eine Steuerungsspannung zum Bestimmen eines Widerstandswerts der aktiven Last anzugeben. Durch die Erfindung wird wirksam die Amplitude der ausgegebenen Oszillationssignale angepasst und Phasenrauschen aufgrund von durch die Stromquelle hervorgerufenen Rauschkomponenten in dem Fall des Schaltens des Differentialamplitudenkreises reduziert.

Description

  • Für diese Anmeldung wird die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2005-62471, angemeldet am 12. Juli 2005 beim koreanischen Patentamt, beansprucht, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen spannungsgesteuerten Oszillator mit automatischer Amplitudensteuerungsfunktion, welche insbesondere eine aktive Last statt einer Spannungsquelle (Stromquelle) verwendet, um die Verstärkung anzupassen und folglich durch die Spannungsquelle hervorgerufenes Phasenrauschen zu vermeiden, wobei hervorragende Eigenschaften aufgezeigt werden.
  • In letzter Zeit wurden kabellose Vorrichtungen bei einer Vielzahl von kabellosen Diensten, wie beispielsweise digitalem Multimedia Broadcasting (DMB) verwendet, welche in aktiver Entwicklung stehen. Für die kabellosen Vorrichtungen wird ein lokaler Oszillationskreis verwendet, um ein Empfangssignal in ein demodulierbares Niederfrequenzsignal und ein Sendesignal in ein Hochfrequenzsignal umzuwandeln. Der lokale Oszillationskreis muss bezüglich einer Oszillationsfrequenz breit und bezüglich Phasenrauschen in der Nähe der Oszillationsfrequenz niedrig sein. Anders als beim analogen Rundfunk ist es insbesondere beim digitalen Rundfunk nicht erlaubt, dass Bilder bei einem Signal unterhalb eines Schwellenwerts ausgegeben werden, was durch Phasenrauschen in einem Frequenzbereich beurteilt werden kann. Ebenfalls anders als beim analogen Rundfunkempfangssystem erfordert das digitale Rundfunkempfangssystem hohe Phasenrausch-Eigenschaften.
  • Solches Phasenrauschen wird bedeutend durch die Leistung des Empfangssystems beeinflusst, insbesondere durch den spannungsgesteuerten Oszillator (VCO). Daher ist es zwingend erforderlich, um das Phasenrauschen des gesamten Empfangssystems zu minimieren, dass das durch den spannungsgesteuerten Oszillator verursachte Phasenrauschen minimiert wird.
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm, welches einen herkömmlichen spannungsgesteuerten Oszillator mit einer automatischen Amplitudensteuerungs-(AAC) Funktion darstellt. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst der herkömmliche spannungsgesteuerte Oszillator mit AAC-Funktion im Wesentlichen einen spannungsgesteuerten oszillierenden Teil 100 und einen automatischen Amplitudensteuerungsteil 200.
  • Der spannungsgesteuerte oszillierende Teil 100 weist einen Resonanzkreis 110, einen Differentialverstärkungskreis 120 und eine Spannungsquelle Is auf. Der Resonanzkreis 110 umfasst eine Spule L, die zwischen zwei Ausgangsanschlüssen out1 und out2 angeschlossen ist, und zwei variable Kondensatoren C1 und C2, die in Reihe miteinander verbunden sind und zwischen den Ausgangsanschlüssen out1 und out2 angeschlossen sind. Der Differentialverstärkungskreis 120 umfasst zwei Transistoren N1 und N2, die jeweils eine Verstärkung aufweisen, die mit dem Drain verbunden ist, und der Drain ist mit jedem der beiden Ausgangsanschlüsse verbunden. Ebenfalls verbindet die Spannungsquelle Is die Sources der Transistoren N1 und N2 mit Masse. In einem herkömmlichen spannungsgesteuerten Oszillator werden negative Widerstandseigenschaften eines positiven Rückkopplungskreises, der mit den Transistoren N1 und N2 ausgestattet ist, verwendet. Eine Steuerungsspannung Vctl wird zwischen den variablen Kondensatoren C1 und C2 angelegt, um deren Kapazitäten zu steuern, wobei als Folge eine Resonanzfrequenz bestimmt wird. Eine Resonanzsignal von dem Resonanzkreis 110 wird in jedes der Gates der Transistoren N1 und N2 eingegeben, wodurch ein Oszillationssignal mit einer Phasendifferenz von 180° in den Ausgangsanschlüssen out1 und out2 erzeugt wird.
  • Zusätzlich umfasst der automatische Amplitudensteuerungsteil 200 einen Peakdetektor 210, einen Niedrigbandpassfilter 220 und einen Komparator 240. Der Peakdetektor 210 empfängt zwei Oszillationssignale, die von den Ausgangsanschlüssen out1 und out2 des Spannungssteuerkreises 110 ausgegeben werden, und erkennt deren entsprechende Peaks, um die Oszillationssignale gleichzurichten. Der Niedrigbandpassfilter 220 empfängt die gleichgerichteten Signale von dem Peakdetektor 210, um diese in eine Gleichspannung umzuwandeln. Ebenfalls vergleicht ein Komparator 240 die von dem Niedrigbandpassfilter 220 ausgegebene Gleichspannung mit einer voreingestellten Referenzspannung Vref, um ein Vergleichsergebnis auszugeben.
  • Um einen Ausgangspegel (Amplitude) des spannungsgesteuerten Oszillators zu steuern, passt der herkömmliche spannungsgesteuerte Oszillator mit AAC-Funktion die Transkonduktanz gm der Spannungsquelle Is des spannungsgesteuerten oszillierenden Teils 100 basierend auf einem Ausgangswert von dem Komparator an. Das heißt, dass, wenn die Ausgangs-Gleichspannung des Niedrigbandpassfilter 220 kleiner ist als die Referenzspannung Vref, die Transkonduktanz gm angehoben wird, um die Verstärkung zu steigern, wodurch der Ausgangspegel des spannungsgesteuerten Oszillators angehoben wird. Wenn die Ausgangs-Gleichstromspannung des Niedrigbandpassfilters 220 größer als die Referenzspannung Vref ist, wird die Transkonduktanz gm verringert, um die Verstärkung zu mindern, wodurch der Ausgangspegel des spannungsgesteuerten Oszillators gemindert wird.
  • Der herkömmliche spannungsgesteuerte Oszillator mit AAC-Funktion erfährt jedoch nachteiligerweise einen Anstieg im Phasenrauschen aufgrund von Rauschen, das von der Spannungsquelle Is stammt, und verschiedenem Rauschen, das über die Spannungsquelle Is im Fall des Schaltens der Transistoren N1 und N2 übermittelt wird.
  • Des Weiteren kann ein spannungsgesteuerter Oszillator ohne Verwendung der Spannungsquelle gestaltet sein, um den sich aus der Spannungsquelle Is ergebenden Phasenrausch-Anstieg zu vermeiden. Jedoch kann ein derartiger spannungsgesteuerter Oszillator nachteiligerweise nicht den herkömmlichen automatischen Amplitudensteuerungsteil zum Steuern der Verstärkung über die Transkonduktanz der Spannungsquelle verwenden.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorgenannten Probleme im Stand der Technik zu lösen, und es ist somit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einer automatischen Amplitudensteuerungsfunktion vorzusehen, welcher die Verstärkung über die Anpassung eines Widerstandswerts einer Last steuert und nicht über Steuerung der Transkonduktanz wie im Stand der Technik, indem eine aktive Last statt einer Spannungsquelle wie bei einem herkömmlichen spannungsgesteuerten Oszillators verwendet wird.
  • Gemäß einem Gegenstand der Erfindung wird ein spannungsgesteuerter Oszillator mit einer automatischen Amplitudensteuerungsfunktion vorgesehen, welcher aufweist: einen spannungsgesteuerten oszillierenden Teil umfassend einen Resonanzkreis zum Erzeugen eines Resonanzsignals mit einer Resonanzfrequenz, die von einer Steuerungsspannung bestimmt wird, einen Differentialverstärkungskreis zum Rückkoppeln des Resonanzsignals von dem Resonanzkreis und Erzeugen zweier Oszillationssignale mit einer Phasendifferenz von 180°, um diese an zwei Ausgangsanschlüsse auszugeben, und eine aktive Last zum Steuern der Verstärkung der in dem Differentialverstärkungskreis erzeugten Oszillationssignale; einen automatischen Amplitudensteuerungsteil umfassend einen Peakdetektor zum Empfangen der Oszillationssignale und Erkennen von deren jeweiligen Peaks, um die Oszillationssignale gleichzurichten, einen Niedrigbandpassfilter zum Empfangen der gleichgerichteten Signale von dem Peakdetektor, um diese in eine Gleichspannung umzuwandeln, und einen Komparator zum Vergleichen der von dem Niedrigbandpassfilter ausgegebenen Spannung mit einer vorgegebenen Referenzspannung und Steuern eines Widerstandswerts der aktiven Last gemäß dem Vergleichsergebnis, wobei, wenn die Ausgangs-Gleichspannung des Niedrigbandpassfilters kleiner ist als die vorgegebene Referenzspannung, der Komparator eine erste Steuerungsspannung zum Steigern des Widerstandswerts der aktiven Last ausgibt, um die Verstärkung des Differentialverstärkungskreises zu heben, und, wenn die Ausgangsspannung des Niedrigbandpassfilters größer als die vorgegebene Referenzspannung ist, der Komparator ein zweites Steuerungssignal zum Reduzieren des Widerstandswerts der aktiven Last ausgibt, um die Verstärkung des Differentialverstärkers zu mindern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Resonanzkreis einen parallelen Resonanzkreis mit einer Spule auf, die zwischen den Ausgangsanschlüssen angeschlossen ist, und einen variablen Kondensator, der zwischen den Ausgangsanschlüssen angeschlossen ist, wobei der variable Kondensator einen Kapazitätswert aufweist, der von der Steuerungsspannung geändert wird.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Differentialverstärkungskreis zwei Transistoren auf, die jeweils einen mit jedem der Ausgangsanschlüsse verbundenen Drain, ein mit dem Drain verbundenes Gate und eine geerdete Source aufweisen. An diesem Punkt weist vorzugsweise jeder der Transistoren einen n-Kanal MOSFET auf.
  • Gemäß einer weiteren anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die aktive Last zwei Transistoren auf, die jeweils einen mit jedem der Ausgangsanschlüsse verbundenen Drain, eine mit einer Spannungsquelle verbundene Source und ein Gate aufweisen, wobei die Gates der Transistoren miteinander verbunden sind. An diesem Punkt wird die Steuerungsspannung des Komparators in die Gates der Transistoren eingegeben. Vorzugsweise weist jeder der Transistoren ein p-Kanal MOSFET auf.
  • Gemäß einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die automatische Amplitudensteuerung weiter eine Referenzspannungsquelle zum Erzeugen einer vorbestimmten Referenzspannung auf.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
  • 1 ein Schaltungsdiagramm ist, welches einen herkömmlichen spannungsgesteuerten Oszillator darstellt;
  • 2 ein Schaltungsdiagramm ist, welches einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einer automatischen Amplitudensteuerungsfunktion gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die vorliegende Erfindung wird nun nachstehend genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Die Erfindung kann jedoch in unterschiedlichen Formen verkörpert sein und sollte nicht als auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt erachtet werden. Die Ausführungsformen sind eher vorgesehen, damit die Beschreibung gründlich und vollständig ist, und erläutern dem Fachmann vollständig den Schutzbereich der Erfindung.
  • 2 ist ein Schaltungsdiagramm, welches einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einer automatischen Amplitudensteuerungsfunktion gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 2 weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der spannungsgesteuerte Oszillator mit der automatischen Amplitudensteuerungs- (AAC) Funktion im Wesentlichen einen spannungsgesteuerten oszillierenden Teil 10 und einen automatischen Amplitudensteuerungsteil 20 auf.
  • Der spannungsgesteuerte oszillierende Teil 10 weist einen Resonanzkreis 11, einen Differentialverstärkungskreis 12 und aktive Lasten P1 und P2 auf. Der Resonanzkreis 11 erzeugt ein Resonanzsignal mit einer von einer Steuerungsspannung Vctl bestimmten Resonanzfrequenz. Der Differentialverstärkungskreis 12 rückkoppelt das Resonanzsignal von dem Resonanzkreis 11, um zwei Oszillationssignale mit einer Phasendifferenz von 180° an zwei Ausgangsanschlüsse out1 und out2 auszugeben. Des Weiteren steuern die aktiven Lasten die Verstärkung des Differentialverstärkungskreises 12.
  • Genauer ist der Resonanzkreis 11 ein Parallelresonanzkreis mit einer Spule L1 und variablen Kondensatoren C1 und C2. Die Spule L1 ist zwischen den Ausgangsanschlüssen out1 und out2 angeschlossen. Die variablen Kondensatoren C1 und C2 sind zwischen den Ausgangsanschlüssen out1 und out2 angeschlossen und haben eine Kapazität, die von der Steuerungsspannung Vctl geändert wird. Die Steuerungsspannung Vctl kann an einen Verbindungsknoten der in Reihe angeschlossenen variablen Kondensatoren C1 und C2 angelegt werden.
  • Der Differentialverstärkungskreis 12 weist zwei Transistoren N1 und N2, die jeweils einen mit jedem der Ausgangsanschlüsse out1 und out2 verbundenen Drain aufweisen, eine mit dem Drain verbundene Verstärkung und eine geerdete Source auf. Vorzugsweise sind die Transistoren N1 und N2 als gleiche n-Kanal MOSFETs N1 und N2 ausgebildet.
  • Die aktiven Lasten P1 und P2 umfassen zwei Transistoren P1 und P2, die jeweils einen mit jedem Ausgangsanschluss out1 und out2 verbundenen Drain aufweisen, eine mit einer Spannungsquelle VDD verbundene Source und ein Gate. Hier sind die Gates der Transistoren miteinander verbunden. Eine Steuerungsspannung eines Komparators 24 des automatischen Amplitudensteuerungsteils 20 wird in die Gates der Transistoren P1 und P2 eingegeben, wodurch der Widerstandswert der Lasten angepasst wird. Vorzugsweise sind die Transistoren P1 und P2 als gleiche p-Kanal MOSFETs P1 und P2 gestaltet.
  • Der automatische Amplitudensteuerungsteil 20 umfasst einen Peakdetektor 21, einen Niedrigbandpassfilter 22 und einen Komparator 24. Der Peakdetektor 21 empfängt die von den Ausgabeanschlüssen out1 und out2 des spannungsgesteuerten oszillierenden Teils 10 ausgegebenen Oszillationssignale und erkennt deren jeweilige Peaks, um die Oszillationssignale gleichzurichten. Der Niedrigbandpassfilter 22 empfängt die gleichgerichteten Signale von dem Peakdetektor 21, um diese in eine Gleichspannung umzuwandeln. Der Komparator 24 vergleicht die von dem Niedrigbandpassfilter 22 ausgegebene Gleichspannung mit einer vorgegebenen Referenzspannung Vref und gibt eine Steuerungsspannung zum Steuern eines Widerstandswerts der aktiven Lasten P1 und P2 des spannungsgesteuerten oszillierenden Teils 10 gemäß dem Vergleichsergebnis aus.
  • Des Weiteren umfasst der automatische Amplitudensteuerungsteil 20 weiter eine Referenzspannungsquelle 23 zum Erzeugen einer vorbestimmten Referenzspannung Vref. Die Referenzspannungsquelle 23 kann eine Referenzspannung erzeugen, die auf einen von einem Benutzer gemäß den Erfordernissen des Systems vorbestimmten Wert angepasst ist.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird eine genauere Erklärung nachstehend über die Arbeitsabläufe des spannungsgesteuerten Oszillators mit AAC-Funktion gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gegeben.
  • Zunächst wird eine Steuerungsspannung Vctl zwischen den Kondensatoren C1 und C2 in dem Oszillationskreis 10 angelegt, so dass die Kapazität der variablen Kondensatoren C1 und C2 gesteuert wird, um ein Resonanzsignal mit eingestellter Frequenz zu erzeugen. Indessen weist der Differentialverstärkungskreis 12 zwei n-Kanal MOSFETs N1 und N2 auf, die einander rückkoppeln, wodurch ein negativer Differentialwiderstand erhalten wird. Daher erzeugt in dem Fall, dass das Resonanzsignal von dem Oszillationskreis 10 eine Frequenz von f0 aufweist, jeder der Ausgabeanschlüsse out1 und out2 des Differentialverstärkungskreises 12 (Ausgabeanschlüsse des spannungsgesteuerten oszillierenden Teils), welches einen negativen Differentialwiderstand ergibt, ein Oszillationssignal mit einer Frequenz f0 und einer Phasendifferenz von 180°. Um die Verstärkung des Differentialverstärkungskreises 12 zu steuern, verwendet ein herkömmlicher spannungsgesteuerter Oszillator eine Spannungsquelle (Is aus 1), die normalerweise mit den Sources von zwei n-Kanal MOSFETs verbunden ist. Bei der Erfindung wird die Verstärkung jedoch nicht von der Spannungsquelle gesteuert, sondern von den aktiven Lasten P1 und P2, welche nachstehend genauer beschrieben werden.
  • Die so erzeugten Oszillationssignale werden in den Peakdetektor 21 des automatischen Amplitudensteuerungsteils 20 eingegeben. Der Peakdetektor erkennt jeweilige Peaks der Oszillationssignale und erzeugt gleichgerichtete Signale, die nur aus Signalen mit positivem Wert erzeugt worden sind. In dem Fall, wenn eine von den Ausgabeanschlüssen des spannungsgesteuerten oszillierenden Teils 10 ausgegebene Oszillationsfrequenz eine Frequenz von f0 aufweist, haben die gleichgerichteten Signale von dem Peakdetektor 21 eine Frequenz von 2f0.
  • Dann werden die gleichgerichteten Signale mit einer Frequenz von f0, die von dem Peakdetektor 21 erzeugt wurden, in den Niedrigbandpassfilter 22 eingegeben, wodurch sie in eine Gleichspannung einer solchen Art umgewandelt werden, dass sie die Peaks der gleichgerichteten Signale miteinander verbinden.
  • Danach vergleicht der Komparator 24 eine von der Referenzspannungsquelle 23 vorgegebene Referenzspannung Vref mit der von dem Niedrigbandpassfilter 22 ausgegebenen Gleichspannung und gibt die Steuerungsspannung gemäß dem Vergleichsergebnis aus.
  • Die von dem Komparator 24 ausgegebene Steuerungsspannung dient dazu, einen Widerstandswert der aktiven Lasten P1 und P2 des Niedrigbandpassfilters 22 zu steuern. Durch das Steuern des Widerstandswerts der aktiven Lasten wird es möglich, die Verstärkung des Differentialverstärkungskreises zu steuern. Die Verstärkung wird durch die nachstehende Gleichung 1 ausgedrückt: Av = gmRd Gleichung 1, in der Av Verstärkung ist, gm Transkonduktanz ist und Rd der Widerstandswert der Lasten ist.
  • Bei dem herkömmlichen spannungsgesteuerten Oszillator mit AAC-Funktion wird, gemäß Gleichung 1, Verstärkung durch Anpassung der Transkonduktanz gm gesteuert. Indessen wird gemäß der Offenbarung der Erfindung die Verstärkung durch Anpassung eines Widerstandswerts Rd der Lasten gesteuert, da die Spannungsquelle zum Steuern der Transkonduktanz gm weggelassen wurde.
  • Zum Beispiel gibt in dem Fall, wenn die von dem Niedrigbandpassfilter 22 ausgegebene Gleichspannung geringer ist als die vorgegebene Referenzspannung Rd, der Komparator 24 eine erste Steuerungsspannung aus, um den Widerstandswert der aktiven Lasten zu steigern, um die Verstärkung der Oszillationssignale von dem Differentialverstärkungskreis 12 zu steigern. Im Gegensatz dazu gibt in dem Fall, wenn die von dem Niedrigbandpassfilter 22 ausgegebene Gleichspannung höher als die vorgegebene Referenzspannung Vref ist, der Komparator 24 eine zweite Steuerungsspannung zum Reduzieren des Widerstandswerts der aktiven Lasten P1 und P2 aus, um die Verstärkung der Oszillationssignale von dem Differentialverstärkungskreis 12 zu senken. Durch ein derartiges Anheben und Senken der Verstärkung wird es möglich, eine Ausgabeschwingung, das heißt, Amplitude der ausgegebenen Oszillationssignale, auf eine gewünschte Größe zu steuern. Ebenfalls führt eine genaue Anpassung der Referenzspannung Vref dazu, die Amplitude der Oszillationssignale auf eine gewünschte Größe zu steuern.
  • In der Ausführungsform der Erfindung sind die aktiven Lasten als zwei p-Kanal MOSFETs gestaltet, die jeweils einen mit jedem Ausgangsanschluss out1 und out2 des spannungsgesteuerten oszillierenden Teils 10 verbundenen Drain, eine mit einer Stromversorgung Vdd verbundene Source und ein Gate aufweisen, wobei die Gates der p-Kanal MOSFETs miteinander verbunden sind. An diesem Punkt wird, wenn die von dem Niedrigbandpassfilter 22 ausgegebene Gleichspannung kleiner ist als eine vorgegebene Referenzspannung Vref, die Gate-Spannung der p-Kanal MOSFETs P1 und P2 angehoben, um die Verstärkung des Differentialverstärkungskreises zu erhöhen. In dem Fall, wenn die von dem Niedrigbandpassfilter 22 ausgegebene Gleichspannung größer ist als die vorgegebene Referenzspannung Vref, wird die Gate-Spannung der p-Kanal MOSFETs P1 und P2 reduziert, um die Verstärkung des Differentialverstärkungskreises zu senken.
  • Auf diese Weise wird bei dem spannungsgesteuerten Oszillator mit AAC-Funktion gemäß der Erfindung keine Spannungsquelle verwendet, wodurch Phasenrauschen vermindert wird, das sich aus Rauschkomponenten ergibt, die von der Spannungsquelle hervorgerufen werden. Ebenfalls steuert der spannungsgesteuerte Oszillator eine Ausgabeschwingung (Amplitude ausgegebener Oszillationssignale) des spannungsgesteuerten Oszillators über den automatischen Amplitudensteuerungsteil.
  • Wie oben beschrieben, werden gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung statt einer herkömmlichen Spannungsquelle, wie sie in einem spannungsgesteuerten Oszillator verwendet wird, aktive Lasten verwendet, um einen Widerstandswert anzupassen, wodurch wirksam die Amplitude von ausgegebenen Oszillationssignalen gesteuert wird und Phasenrauschen aufgrund von durch die Spannungsquelle hervorgerufenen Rauschkomponenten gemindert wird. Des Weiteren wird gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung keine Spannungsquelle verwendet, so dass von der Spannungsquelle verursachter Spannungsverbrauch reduziert wird, und somit kann der spannungsgesteuerte Oszillator entsprechend für Niedrigspannungsanwendungen verwendet werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert abzuweichen.

Claims (8)

  1. Spannungsgesteuerter Oszillator mit automatischer Amplitudensteuerungsfunktion, welcher aufweist: einen spannungsgesteuerten oszillierenden Teil umfassend einen Resonanzkreis zum Erzeugen eines Resonanzsignals mit einer Resonanzfrequenz, die von einer Steuerungsspannung festgelegt wird, einen Differentialverstärkungskreis zum Rückkoppeln des Resonanzsignals von dem Resonanzkreis und Erzeugen zweier Oszillationssignale mit einer Phasendifferenz von 180°, um diese an zwei Ausgangsanschlüsse auszugeben, und eine aktive Last zum Steuern der Verstärkung der in dem Differentialverstärkungskreis erzeugten Oszillationssignale; einen automatischen Amplitudensteuerungsteil umfassend einen Peakdetektor zum Empfangen der Oszillationssignale und Erkennen jeweiliger Peaks derselben, um die Oszillationssignale gleichzurichten, einen Niedrigbandpassfilter zum Empfangen der gleichgerichteten Signale von dem Peakdetektor, um diese in eine Gleichspannung umzuwandeln, und einen Komparator zum Vergleichen der von dem Niedrigbandpassfilter ausgegebenen Spannung mit einer vorgegebenen Referenzspannung und Steuern eines Widerstandswerts der aktiven Last gemäß dem Vergleichsergebnis, wobei, wenn die Ausgangs-Gleichspannung des Niedrigbandpassfilters kleiner ist als die vorgegebene Referenzspannung, der Komparator eine erste Steuerungsspannung zum Steigern des Widerstandswerts der aktiven Last ausgibt, um die Verstärkung des Differentialverstärkungskreises zu heben, und, wenn die Ausgangsspannung des Niedrigbandpassfilters größer als die vorgegebene Referenzspannung ist, der Komparator ein zweites Steuerungssignal zum Reduzieren des Widerstandswerts der aktiven Last ausgibt, um die Verstärkung des Differentialverstärkers zu mindern.
  2. Spannungsgesteuerter Oszillator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis einen parallelen Resonanzkreis mit einer Spule aufweist, die zwischen den Ausgangsanschlüssen angeschlossen ist, und einen variablen Kondensator, der zwischen den Ausgangsanschlüssen angeschlossen ist, wobei der variable Kondensator einen Kapazitätswert aufweist, der von der Steuerungsspannung geändert wird.
  3. Spannungsgesteuerter Oszillator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Differentialverstärkungskreis zwei Transistoren aufweist, die jeweils einen mit jedem der Ausgangsanschlüsse verbundenen Drain, ein mit dem Drain verbundenes Gate und eine geerdete Source aufweisen.
  4. Spannungsgesteuerter Oszillator gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Transistoren einen n-Kanal MOSFET aufweist.
  5. Spannungsgesteuerter Oszillator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Last zwei Transistoren aufweist, die jeweils einen mit jedem der Ausgangsanschlüsse verbundenen Drain, eine mit einer Stromquelle verbundene Source und ein Gate aufweisen, wobei die Gates der Transistoren miteinander verbunden sind, wobei die Steuerungsspannung des Komparators in die Gates der Transistoren eingegeben wird.
  6. Spannungsgesteuerter Oszillator gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Transistoren einen p-Kanal MOSFET aufweist.
  7. Spannungsgesteuerter Oszillator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Amplitudensteuerung weiter eine Referenzspannungsquelle zum Erzeugen einer vorbestimmten Referenzspannung aufweist.
  8. Spannungsgesteuerter Oszillator mit automatischer Amplitudensteuerungsfunktion, welcher aufweist: einen parallelen Resonanzkreis mit einer Spule, die zwischen den Ausgangsanschlüssen verbunden ist, und einen variablen Kondensator, der zwischen den Ausgangsanschlüssen angeschlossen ist und der einen Kapazitätswert, der von der Steuerungsspannung geändert wird, aufweist; einen Differentialverstärkungskreis zum Rückkoppeln eines Resonanzsignals von einem Resonanzkreis und Ausgeben zweier Oszillationssignale mit einer Phasendifferenz von 180° an die Ausgangsanschlüsse, wobei der Differentialverstärkungskreis zwei n-Kanal MOSFETs umfasst, die jeweils einen mit jedem der Ausgangsanschlüsse verbundenen Drain, ein mit dem Drain verbundenes Gate und eine geerdete Source aufweisen; einen spannungsgesteuerten Oszillator mit zwei p-Kanal MOSFETs, die jeweils einen mit jedem der Ausgangsanschlüsse verbundenen Drain, eine mit einer Stromversorgung verbundene Source und ein Gate aufweisen, wobei die Gates der p-Kanal MOSFETs miteinander verbunden sind; und einen Peakdetektor zum Empfangen der Oszillationssignale und Erkennen entsprechender Peaks derselben, um die Oszillationssignale gleichzurichten; einen Niedrigbandpassfilter zum Empfangen der gleichgerichteten Signale von dem Peakdetektor, um diese in eine Gleichspannung umzuwandeln; einen automatischen Amplitudensteuerungsteil zum Vergleichen der von dem Niedrigbandpassfilter ausgegebenen Gleichspannung mit einer vorgegebenen Referenzspannung und Ausgeben der Steuerungsspannung an die Gates der beiden p-Kanal MOSFETs gemäß dem Vergleichsergebnis; wobei, wenn die von dem Niedrigbandpassfilter ausgegebene Gleichspannung kleiner als die vorgegebene Referenzspannung ist, eine Gate-Spannung der p-Kanal MOSFETs angehoben wird, um einen Widerstandswert der p-Kanal MOSFETs zu erhöhen und dadurch die Verstärkung der in dem Differentialverstärkungskreis erzeugten Oszillationssignale zu erhöhen, und wobei, wenn die von dem Niedrigbandpassfilter ausgegebene Gleichspannung größer als die vorgegebene Referenzspannung ist, die Gate-Spannung der p-Kanal MOSFETs gesenkt wird, um den Widerstandswert der p-Kanal MOSFETs zu reduzieren und dadurch die Verstärkung der in dem Differentialverstärkungskreis erzeugten Oszillationssignale zu senken.
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