DE102008061254A1 - Switching arrangement for producing microwave oscillations, has oscillator-switch with two amplifying elements, particularly transistors and resonator - Google Patents

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Abstract

The switching arrangement has an oscillator-switch (1) with two amplifying elements, particularly transistors (2,3) and a resonator (4). The resonator is provided with a base-impedance network (5) and with two emitter-impedance networks (6,7). The compensating-capacitors (18,19) are connected between a collector (14) of the transistor and a base (16) of another transistor and between the collector (15) of another transistor and the base (17) of the transistor. The compensating-capacitors are larger than the parasitic base-collector-capacitor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen, mit einer Oszillator-Schaltung mit zwei Verstärker-Elementen, vorzugsweise Transistoren, und mit einem Resonator, vorzugsweise mit einem Basis-Impedanznetzwerk und mit zwei Emitter-Impedanznetzwerken, wobei das Basis-Impedanznetzwerk oder/und ein Emitter-Impedanznetzwerk oder beide Emitter-Impedanznetzwerke verstimmbar ist bzw. sind und wobei die Transistoren jeweils eine parasitäre Basis-Kollektor-Kapazität aufweisen.The Invention relates to a circuit arrangement for generating microwave oscillations, with an oscillator circuit with two amplifier elements, preferably transistors, and with a resonator, preferably with a base impedance network and with two emitter impedance networks, wherein the base impedance network and / or an emitter impedance network or both emitter impedance networks are tunable and / or are and wherein the transistors each have a parasitic base-collector capacitance exhibit.

Die Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen, also von hochfrequenten bis höchstfrequenten elektrischen Schwingungen beispielsweise bis etwa 80 GHz oder gar bis 100 GHz, ist Kern vieler verschiedener Anwendungen. So benötigen z. B. Radar-Systeme zur Messung von Abständen und zur Messung von Geschwindigkeiten hochstabile Mikrowellen-Schwingungen. Aber auch für andere Meßgeräte und für Kommunikationsanwendungen werden solche Mikrowellen-Schwingungen benötigt.The Generation of microwave oscillations, ie of high-frequency up to the highest frequency electrical oscillations, for example up to about 80 GHz or even up to 100 GHz, is the core of many different Applications. So z. B. radar systems for measurement of intervals and for measuring speeds highly stable Microwave oscillations. But also for other instruments and for communications applications, such microwave vibrations needed.

Zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen wird in der Regel eine Oszillator-Schaltung verwendet, die entweder als monolithisch integrierte Schaltung auf einem Chip oder als hybride Schaltung auf einer Platine realisiert werden kann. Gemäß der Barkhausen-Formel weisen diese Oszillator-Schaltungen – wie alle Oszillator-Schaltungen – mindestens ein Verstärker-Element auf, und zwar – seit Jahrzehnten – ein Halbleiter-Bauelement als Verstärker-Bauelement. Insbesondere kann es sich bei dem Verstärker-Element um einen Transistor – welcher Art auch immer – handeln. Zu den Oszillator-Schaltungen gehört des weiteren – wiederum wie zu allen Oszillator-Schaltungen – ein Resonator, der die Frequenz der Oszillator-Schaltung bestimmt. Für Oszillator-Schaltungen, bei denen die Frequenz der Mikrowellen-Schwingung einstellbar sein soll, wird mindestens eine verstimmbare Impedanz benötigt. Häufig wird als verstimmbare Impedanz eine verstimmbare Kapazität, ein Varaktor, verwendet. Durch ein Ändern der Steuerspannung an dem Varaktor ändert sich die relevante Kapazität und damit auch die Frequenz der Oszillator-Schaltung. Idealerweise wird die Frequenz der Oszillator- Schaltung nur über die Steuerspannung am Varaktor verändert, und hängt die Frequenz der Oszillator-Schaltung nicht von weiteren Faktoren ab. In der Realität beeinflussen aber weitere Faktoren das Verhalten der Oszillator-Schaltung, insbesondere die Frequenz der Oszillator-Schaltung, wie etwa die Versorgungsspannung der Oszillator-Schaltung, die vorliegende Temperatur oder die äußere Last an der Oszillator-Schaltung. Teilweise kann diese Beeinflussung durch eine Phasenregelung kompensiert werden. Allerdings kann gerade die Beeinflussung durch die äußere Last an der Oszillator-Schaltung, die Lastrückwirkung, nicht durch eine Phasenregelung kompensiert werden.to Generation of microwave oscillations will usually be an oscillator circuit used either as a monolithic integrated circuit a chip or realized as a hybrid circuit on a circuit board can be. According to the Barkhausen formula these oscillator circuits - like all oscillator circuits - at least an amplifier element, and that - for decades - one Semiconductor device as an amplifier component. Especially It may be the amplifier element to a transistor - which kind always - act. Belongs to the oscillator circuits furthermore - again as with all oscillator circuits - a Resonator that determines the frequency of the oscillator circuit. For Oscillator circuits in which the frequency of the microwave oscillation should be adjustable, at least one tunable impedance needed. Frequently called as tunable impedance a tunable capacitance, a varactor, used. By changing the control voltage on the varactor changes the relevant capacity and thus the frequency of the Oscillator circuit. Ideally, the frequency of the oscillator circuit only changed via the control voltage at the varactor, and the frequency of the oscillator circuit does not depend on other factors. In reality, however, influence Other factors include the behavior of the oscillator circuit, in particular the frequency of the oscillator circuit, such as the supply voltage the oscillator circuit, the present temperature or the outer Load on the oscillator circuit. Partially, this influence be compensated by a phase control. However, right now the influence of the external load on the Oscillator circuit, the load feedback, not through a phase control can be compensated.

Eine ungenügende Entkopplung der Oszillator-Schaltung von der äußeren Last führt dazu, daß die äußere Last, die beispielsweise eine längere Anschlußleitung sein kann, für die Oszillator-Schaltung zusätzlich als Resonator wirkt. Dieser parasitäre Resonator kann in vielen Fällen eine deutlich bessere Güte aufweisen als der eigentliche Resonator der Oszillator-Schaltung. Allerdings wirkt diese Verbesserung der Güte nur bei bestimmten Frequenzen, bei anderen Frequenzen wird die gesamte Güte der Oszillator-Schaltung durch den externen Resonator erheblich verschlechtert. Folglich tritt eine Modulation des Phasenrauschens über der Frequenz der Oszillator-Schaltung auf. In Extremfällen kann die Abstimmkennlinie der Frequenz der Oszillator-Schaltung über die Steuerspannung Sprünge aufweisen. Es kann also eine geringe Änderung der Steuerspannung bereits zu einem plötzlichen Sprung der Frequenz der Oszillator-Schaltung führen. Dies kann so weit gehen, daß die Tuning-Kennlinie nicht eindeutig ist, so daß das Abstimmen in verschiedene Richtungen zu einer Hysterese in der Tuning-Kennlinie führt. Als Folge kann die Oszillator-Schaltung nicht mehr lückenlos abgestimmt werden. Außerdem kann ein plötzliches Umschalten der Last, beispielsweise durch Umschalten zwischen verschiedenen Antennen, die Oszillator-Schaltung verstimmen. Aber selbst in Oszillator-Schaltungen mit Phasenregelung können sowohl diese Sprünge als auch stellenweise zu starkes Phasenrauschen dazu führen, daß die Phasenregelung die Oszillator-Schaltung nicht mehr stabilisieren kann, so daß die gesamte Schaltungsanordnung nicht mehr funktionstüchtig ist. Um diesen Effekt, der in der Fachliteratur meist als ”Load-Pulling” bezeichnet wird, zu verhindern, ist eine stärkere Entkopplung der Oszillator-Schaltung von seiner äußeren Last nötig. Insoweit gibt es drei Arten von Lösungsansätzen, die oft kombiniert zum Einsatz kommen:
Der erste Lösungsansatz ist eine passive reziproke Entkopplung. Hierbei wird zwischen der Last und der Oszillator-Schaltung ein passives reziprokes Entkopplungsnetzwerk geschaltet. Dieses kann beispielsweise durch ein Dämpfungsglied, durch einen Spannungsteiler oder durch einen einfachen, in Reihe oder parallel zur Last geschalteten Widerstand realisiert werden. Eine passive Entkopplung bewirkt immer auch eine Reduzierung der verfügbaren Ausgangsleistung der Oszillator-Schaltung, da die Rückwärtsisolation des passiven reziproken Entkopplungsnetzwerks immer identisch der Dämpfung des Ausgangssignals der Oszillator-Schaltung ist.An insufficient decoupling of the oscillator circuit from the external load causes the external load, which may be a longer lead, for example, additionally acts as a resonator for the oscillator circuit. This parasitic resonator can in many cases have a significantly better quality than the actual resonator of the oscillator circuit. However, this enhancement of the quality only works at certain frequencies, at other frequencies the overall quality of the oscillator circuit is significantly degraded by the external resonator. Consequently, a modulation of the phase noise occurs over the frequency of the oscillator circuit. In extreme cases, the tuning characteristic of the frequency of the oscillator circuit via the control voltage have jumps. Thus, a slight change in the control voltage can already lead to a sudden jump in the frequency of the oscillator circuit. This can go so far that the tuning characteristic is not unique, so that the tuning in different directions leads to a hysteresis in the tuning characteristic. As a result, the oscillator circuit can no longer be matched completely. In addition, a sudden switching of the load, for example, by switching between different antennas, detune the oscillator circuit. But even in phase-locked oscillator circuits, both these jumps and locally too much phase noise can cause the phase control to no longer stabilize the oscillator circuit, so that the entire circuitry is no longer functional. In order to prevent this effect, which is usually referred to in the specialist literature as "load-pulling", a stronger decoupling of the oscillator circuit from its external load is necessary. In that regard, there are three types of approaches that are often used in combination:
The first approach is a passive reciprocal decoupling. In this case, a passive reciprocal decoupling network is connected between the load and the oscillator circuit. This can be realized for example by an attenuator, by a voltage divider or by a simple, in series or parallel to the load connected resistor. A passive decoupling always causes a reduction in the available output power of the oscillator circuit, since the backward isolation of the passive reciprocal decoupling network is always identical to the attenuation of the output signal of the oscillator circuit.

Ein zweiter Lösungsansatz ist eine passive nicht-reziproke Entkopplung. Hierbei werden wiederum passive Entkopplungsnetzwerke verwendet, nunmehr aber mit nicht-reziproken Komponenten wie Isolatoren, Zirkulatoren oder Ferrite. Mit diesen Komponenten ist es möglich, eine Rückwärtsisolation zu erzielen, die deutlich größer sein kann als die Dämpfung des Ausgangssignals der Oszillator-Schaltung. Die Ausgangsleistung der Oszillator-Schaltung bleibt somit im wesentlichen erhalten. Allerdings lassen sich nicht-reziproke Komponenten nur mit einem erheblichen Aufwand realisieren. Eine Integration auf einen Chip ist mit vertretbarem Aufwand nicht möglich, eine Integration auf eine Platine ist mit hohen Kosten verbunden.A second approach is passive non-reciprocal decoupling. Again, passive decoupling networks are used, but now with non-reciprocal components such as Isolators, circulators or ferrites. With these components, it is possible to achieve a reverse isolation, which can be significantly greater than the attenuation of the output signal of the oscillator circuit. The output power of the oscillator circuit thus remains substantially preserved. However, non-reciprocal components can only be realized with considerable effort. An integration on a chip is not possible with reasonable effort, an integration on a board is associated with high costs.

Der dritte Lösungsansatz ist die aktive Entkopplung. Hierbei wird zwischen der Last und der Oszillatorschaltung eine aktive Schaltung aus Halbleiter-Bauelementen, z. B. Transistoren, geschaltet. Meist wirkt diese Schaltung sogar noch als Verstärker; deswegen spricht man häufig auch von einem Trennverstärker. Diese Schaltungen können eine sehr große Rückwärtsisolation erreichen, ohne das Ausgangssignal der Oszillator-Schaltung zu dämpfen. Allerdings wird zum Betrieb einer aktiven Entkopplung prinzipbedingt zusätzliche Leistung benötigt, die dann die Verlustleistung insgesamt erhöht. In vielen Anwendungen übersteigt die Leistungsaufnahme des Trennverstärkers die der eigentlichen Oszillator-Schaltung, da zur guten Entkopplung der Trennverstärker mehrstufig ausgeführt wird.Of the third approach is active decoupling. in this connection becomes an active circuit between the load and the oscillator circuit from semiconductor devices, eg. B. transistors, switched. Most of time this circuit even acts as an amplifier; therefore Often one also speaks of a buffer amplifier. These circuits can have a very large reverse isolation reach without attenuating the output signal of the oscillator circuit. However, to operate an active decoupling is inherent additional power is needed, then the power loss increased overall. In many applications exceeds the power consumption of the isolation amplifier that the actual Oscillator circuit, because good decoupling of the isolation amplifier is executed in several stages.

Wie eingangs ausgeführt, betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen, mit einem Oszillator mit zwei Verstärker-Elementen und mit einem Resonator, wobei der Resonator vor zugsweise ein Basis-Impedanznetzwerk und zwei Emitter-Impedanznetzwerke aufweist und wobei das Basis-Impedanznetzwerk oder/und ein Emitter-Impedanznetzwerk oder beide Emitter-Impedanznetzwerke verstimmbar ist bzw. sind.As Initially stated, the invention relates to a circuit arrangement for generating microwave oscillations, with an oscillator with two amplifier elements and with one resonator, wherein the resonator preferably before a base impedance network and has two emitter impedance networks and wherein the base impedance network and / or an emitter impedance network or both emitter impedance networks is or is disarmable.

Zur Realisierung von Oszillator-Schaltungen im Millimeter-Wellenbereich werden häufig monolithisch integrierte Schaltungen verwendet. In diesen Schaltungen wird meist eine komplett symmetrische Struktur gewählt. Man spricht von einem differentiellen Schaltungskonzept. Dieser Stand der Technik wird nachfolgend in Verbindung mit der 1 erläutert; dabei zeigt die 1a) das Prinzip, die 1b) eine typische Realisierung.For the realization of oscillator circuits in the millimeter wave range often monolithic integrated circuits are used. In these circuits, a completely symmetrical structure is usually chosen. One speaks of a differential circuit concept. This prior art will be described below in connection with the 1 explains; while showing the 1a) the principle that 1b) a typical realization.

Die 1 zeigt eine zu einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen gehörende Oszillator-Schaltung 1 mit zwei Verstärker-Elementen, nämlich mit zwei Transistoren 2 und 3, und mit einem Resonator 4. Bei der Oszillator-Schaltung 1, die in der 1 dargestellt ist, weist der Resonator 4 ein Basis-Impedanznetzwerk 5 und zwei Emitter-Impedanznetzwerke 6, 7 auf. Nicht dargestellt ist, daß das Basis-Impedanznetzwerk 5, ein Emitter-Impedanznetzwerk 6 oder 7, beide Emitter-Impedanznetzwerke 6 und 7 oder das Basis-Impedanznetzwerk 5 und die Emitter-Impedanznetzwerke 6 und 7 verstimmbar ist bzw. sind. Das Basis-Impedanznetzwerk 5 und die Emitter-Impedanznetzwerke 6 und 7 bestimmen nicht nur die Frequenz der Oszillator-Schaltung 1, sie bestimmen vielmehr auch die Arbeitspunkteinstellung der Transistoren 2 und 3. Das Basis-Impedanznetzwerk 5 und die Emitter-Impedanznetzwerke 6 und 7 müssen nicht getrennt realisiert sein, auch eine Verkopplung ist möglich. Um die Schwingbedingung zu erfüllen, sollte das Basis-Impedanznetzwerk 5 primär induktiv und sollten die Emitter-Impedanznetzwerke 6 und 7 primär kapazitiv wirken. Über die Emitter-Impedanznetzwerke 6 und 7 muß ein Strom in die Transistoren 2 und 3 eingespeist werden. Wenn so die Schwingbedingung erfüllt ist, sorgt dies für eine Gegentaktoszillation, die Transistoren 2 und 3 arbeiten also genau um eine halbe Periode verschoben.The 1 shows an associated with a circuit arrangement for generating microwave oscillations oscillator circuit 1 with two amplifier elements, namely with two transistors 2 and 3 , and with a resonator 4 , In the oscillator circuit 1 in the 1 is shown, the resonator 4 a basic impedance network 5 and two emitter impedance networks 6 . 7 on. Not shown is that the basic impedance network 5 , an emitter impedance network 6 or 7 , both emitter impedance networks 6 and 7 or the basic impedance network 5 and the emitter impedance networks 6 and 7 is or is disarmable. The basic impedance network 5 and the emitter impedance networks 6 and 7 not only determine the frequency of the oscillator circuit 1 They also determine the operating point setting of the transistors 2 and 3 , The basic impedance network 5 and the emitter impedance networks 6 and 7 need not be realized separately, a coupling is possible. To meet the oscillation condition, the base impedance network should be 5 primarily inductive and should be the emitter impedance networks 6 and 7 act primarily capacitive. About the emitter impedance networks 6 and 7 must have a current in the transistors 2 and 3 be fed. If so the oscillation condition is met, this ensures a push-pull oscillation, the transistors 2 and 3 work shifted by exactly half a period.

Bei der in der 1b) gezeigten Realisierung der in der 1a) als Prinzip dargestellten Oszillator-Schaltung 1 besteht das Basis-Impedanznetzwerk 5 aus zwei Induktivitäten 8 und 9, während die beiden Emitter-Impedanz netzwerke 6 und 7 aus zwei Kapazitäten 10 und 11 und aus zwei Induktivitäten 12 und 13 bestehen. Die Induktivitäten 12 und 13 sind sehr groß und dienen vorwiegend zum Einspeisen des Stromes in die Transistoren 2 und 3.When in the 1b) shown realization of in the 1a) as a principle shown oscillator circuit 1 is the basic impedance network 5 from two inductors 8th and 9 while the two emitter impedance networks 6 and 7 from two capacities 10 and 11 and two inductors 12 and 13 consist. The inductors 12 and 13 are very large and are mainly used to feed the current into the transistors 2 and 3 ,

In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer zu einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen gehörenden Oszillator-Schaltung 1, 1a) prinzipielle Darstellung, 1b) typische Realisierung, wird das Ausgangssignal der Oszillator-Schaltung 1 über die Kollektoren 14, 15 der Transistoren 2, 3 ausgekoppelt und typischerweise über ein nicht dargestelltes Anpaßnetzwerk und einen nicht dargestellten Ausgangsbuffer zur ebenfalls nicht dargestellten Last geführt. Diese Auskopplung über die Kollektoren 14, 15 der Transistoren 2, 3 bewirkt im idealisierten Fall eine sehr gute Entkopplung. Allerdings weisen die Transistoren 2, 3 jeweils eine nicht dargestellte parasitäre Basis-Kollektor-Kapazität auf. Die parasitären Basis-Kollektor-Kapazitäten bewirken gerade bei hohen Frequenzen eine starke Rückwirkung der Last auf die Oszillator-Schaltung 1.In the in the 1 illustrated embodiment of belonging to a circuit arrangement for generating microwave oscillations oscillator circuit 1 . 1a) principal presentation, 1b) typical realization, will be the output signal of the oscillator circuit 1 over the collectors 14 . 15 the transistors 2 . 3 decoupled and typically led via an unrepresented matching network and an output buffer, not shown, to the load, also not shown. This extraction via the collectors 14 . 15 the transistors 2 . 3 in the idealized case causes a very good decoupling. However, the transistors point 2 . 3 each a parasitic base-collector capacity, not shown on. The parasitic base-collector capacitances cause a strong reaction of the load on the oscillator circuit, especially at high frequencies 1 ,

Ausgehend von dem zuvor im einzelnen beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die weiter oben beschriebene nachteilige Rückwirkung der Last auf die Oszillator-Schaltung und damit auf die Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen, zu der die Oszillator-Schaltung gehört, zu reduzieren bzw., soweit als möglich, zu eliminieren.outgoing from the prior art described in detail above The invention is based on the object, the disadvantageous described above Reaction of the load on the oscillator circuit and thus to the circuit arrangement for generating microwave oscillations, to which the oscillator circuit belongs, as far as possible, to eliminate.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen ist nun zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kollektor des ersten Transistors und der Basis des zweiten Transistors sowie zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors und der Basis des ersten Transistors jeweils eine Kompensations-Kapazität geschaltet ist und daß die Kompensations-Kapazitäten etwa so groß sind wie die parasitären Basis-Kollektor-Kapazitäten. Dadurch wird bewirkt, daß ein Signal, welches von der Last in die Oszillator-Schaltung eingekoppelt wird, weitestgehend ausgelöscht wird. Das Signal, welches von der Last in die Oszillator-Schaltung eingekoppelt wird, wird auf beiden Seiten gleichphasig eingekoppelt. Da die Oszillator-Schaltung im Gegentakt schwingt, taucht das von der Last in die Oszillator-Schaltung eingekoppelte Signal im differenziellen Signal, also im Ausgangssignal nicht auf.The inventive circuit arrangement for generating microwave oscillations is now first and essentially characterized in that between the collector of the first transistor and the base of the second transistor and between the collector of the second transistor and the base of the first transistor in each case a compensation capacitor is connected and that the compensation capacity is about as are large as the parasitic base-collector capacity. This causes a signal which is coupled from the load into the oscillator circuit, as far as possible extinguished. The signal, which is coupled from the load into the oscillator circuit, is coupled in phase on both sides. Since the oscillator circuit oscillates in push-pull, the signal injected from the load into the oscillator circuit does not appear in the differential signal, that is, in the output signal.

Die grundsätzliche Möglichkeit der Kompensation des Einflusses von Basis-Kollektor-Kapazitäten ist bereits in der Literatur beschrieben (vgl. den Aufsatz ”Design and Scaling of W-Band SiGe BiCMOS VCOs” in der Literaturstelle ”IEEE Journal of Solid-State Circuits”, vol. 42, No. 9, September 2007 ). Allerdings wird diese Kompensation im Stand der Technik lediglich verwendet, um den Miller-Effekt zu kompensieren und damit die Frequenz einer Oszillator-Schaltung zu erhöhen (vgl. dazu die Seiten 316 und 317 in dem Standard-Werk ”Halbleiter-Schaltungstechnik” von Dr.-Ing. Ulrich Tietze und Dr. Christoph Schenk, 12. Auflage, Springer-Verlag, und den Aufsatz ”Dependence of the input impedance of a three-electrode vacuum tube upon the load in the plate cirsuit” in der Literaturstelle ”Scientific Papers of the Bureau of Standards” 15(351): 367–385, 1920 ). Ein Miller-Effekt tritt allerdings nur auf, wenn zwischen dem Basis-Knoten und dem Kollektor-Knoten eines Transistors eine Spannungsverstärkung auftritt, was bei vielen Dimensionierungen nicht der Fall ist.The fundamental possibility of compensating for the influence of base-collector capacities has already been described in the literature (see the article "Design and Scaling of W-Band SiGe BiCMOS VCOs" in the IEEE Journal of Solid State Circuits, vol. 42, no. 9, September 2007 ). However, this compensation is used in the prior art only to compensate for the Miller effect and thus to increase the frequency of an oscillator circuit (see the Pages 316 and 317 in the standard work "Semiconductor Circuit Design" by Dr.-Ing. Ulrich Tietze and dr. Christoph Schenk, 12th edition, Springer-Verlag, and the article "Dependence of the input impedance of a three-electrode vacuum tube on the load in the plate cirsuit" in the reference "Scientific Papers of the Bureau of Standards" 15 (351 ): 367-385, 1920 ). However, a Miller effect only occurs when a voltage gain occurs between the base node and the collector node of a transistor, which is not the case with many sizing.

Durch die erfindungsgemäß verringerte Rückwirkung der Last auf die Oszillator-Schaltung, nachfolgend auch kurz mit Lastrückwirkung bezeichnet, ist es möglich, im Vergleich zu etablierten Schaltungskonzepten (vgl. den Aufsatz ”Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77-GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz” in der Literaturstelle ”IEEE Journal of solid-state circuits”, vol. 39, No. 10, October 2004 ) den Ausgangsbuffer erheblich zu vereinfachen und die benötigte Verlustleistung zu reduzieren, wodurch unter anderem der Aufwand für die Wärmeableitung deutlich verringert und die Zuverlässigkeit der Oszillator-Schaltung – und damit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen – erhöht werden kann. Gerade in batteriebetriebenen Schaltungsanordnungen ist die zur Verfügung stehende Leistung beschränkt, so daß sich insbesondere dort die Verringerung der benötigten Verlustleistung sehr positiv auswirkt.Due to the inventively reduced feedback of the load on the oscillator circuit, hereinafter also referred to briefly with load feedback, it is possible, in comparison to established circuit concepts (see "Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77 GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz" in the IEEE Journal of solid-state circuits, vol. 39, No. 10, October 2004 ) Significantly simplify the output buffer and reduce the power loss required, which significantly reduces, inter alia, the cost of heat dissipation and the reliability of the oscillator circuit - and thus the inventive circuit for generating microwave oscillations - can be increased. Especially in battery-operated circuit arrangements, the available power is limited, so that especially there the reduction of the required power loss has a very positive effect.

Die erfindungsgemäße Reduzierung der Lastrückwirkung verringert bei einer typischen Realisierung der Rückwärtsisolation die Lastrückwirkung, wie eingangs ausgeführt auch mit ”Load-Pulling” bezeichnet, um den Faktor 5 bis 10.The inventive reduction of the load reaction reduced in a typical realization of the reverse isolation the load return effect, as stated above also with "load-pulling", by a factor of 5 until 10.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen bzw. die dazu gehörende Oszillator-Schaltung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf nachfolgend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigenin the Individual there are different possibilities, the invention Circuit for generating microwave oscillations or the to design the corresponding oscillator circuit and further education. Reference is made on the one hand to the claim 1 subordinate claims, on the other hand, described below and in the drawing illustrated embodiments. In the drawing show

2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer zu einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gehörenden Oszillator-Schaltung, 2 A first exemplary embodiment of an oscillator circuit belonging to a circuit arrangement according to the invention,

3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer zu einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gehörenden Oszillator-Schaltung und 3 a second embodiment of belonging to a circuit arrangement according to the invention oscillator circuit and

4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines zusätzlich zu einer Oszillator-Schaltung nach den 2 oder 3 in einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwendbaren Differenzverstärkers. 4 a preferred embodiment of an addition to an oscillator circuit according to the 2 or 3 in a circuit arrangement according to the invention usable differential amplifier.

Die 2 und 3 zeigen zu Schaltungsanordnungen zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen gehörende Oszillator-Schaltungen 1, die 2a) und 3a) jeweils den Stand der Technik, die 2b) und 3b) jeweils typische Realisierungen von zu erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen gehörenden Oszillator-Schaltungen 1.The 2 and 3 show circuit arrangements for generating microwave oscillations associated oscillator circuits 1 , the 2a) and 3a) each the state of the art, the 2 B) and 3b) in each case typical implementations of belonging to the invention circuit arrangements oscillator circuits 1 ,

Zu den Oszillator-Schaltungen 1 gehören jeweils zwei Verstärker-Elemente, nämlich jeweils zwei Transistoren 2 und 3, und jeweils ein Resonator 4. In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist der Resonator 4 jeweils ein Basis-Impedanz-Netzwerk 5 und zwei Emitter-Impedanznetzwerke 6, 7 auf. Nicht dargestellt ist, daß das Basis-Impedanznetzwerk 5, ein Emitter-Impedanznetzwerk 6 oder 7, beide Emitter-Impedanznetzwerke 6 und 7 oder das Basis-Impedanznetzwerk 5 und die Emitter-Impedanznetzwerke 6 und 7 verstimmbar ist bzw. sind. Im übrigen wird zu den Oszillator-Schaltungen 1, die in den 2 und 3 dargestellt sind, auf die weiter oben gegebene Beschreibung der in 1 dargestellten Oszillator-Schaltung 1 verwiesen.To the oscillator circuits 1 each include two amplifier elements, namely two transistors each 2 and 3 , and one resonator each 4 , In the illustrated embodiments, the resonator 4 each a basic impedance network 5 and two emitter impedance networks 6 . 7 on. Not shown is that the basic impedance network 5 , an emitter impedance network 6 or 7 , both emitter impedance networks 6 and 7 or the basic impedance network 5 and the emitter impedance networks 6 and 7 is or is disarmable. Incidentally, the oscillator circuits 1 that in the 2 and 3 to the above description of the in 1 illustrated oscillator circuit 1 directed.

Erfindungsgemäß ist zwischen dem Kollektor 14 des ersten Transistors 2 und der Basis 16 des zweiten Transistors 3 sowie zwischen dem Kollektor 15 des zweiten Transistors 3 und der Basis 17 des ersten Transistors 2 jeweils eine Kompensations-Kapazität 18 bzw. 19 geschaltet. Dabei sind die Kompensations-Kapazitäten 18 bzw. 19 etwa so groß wie die parasitären Basis-Kollektor-Kapazitäten der Transistoren 2 bzw. 3.According to the invention is between the collector 14 of the first transistor 2 and the base 16 of the second transistor 3 as well as between the collector 15 of the second transistor 3 and the base 17 of first transistor 2 each one compensation capacity 18 respectively. 19 connected. Here are the compensation capacities 18 respectively. 19 about as large as the parasitic base-collector capacitances of the transistors 2 respectively. 3 ,

Die Oszillator-Schaltungen 1 nach 3 weisen Ausgangsbuffer auf, nämlich in Basisschaltung betriebene Transistoren 20, 21. Dabei sind zwischen den Kollektoren 14, 15 der Transistoren 2, 3 Anpaßnetzwerke 22, 23 vorgesehen. Diese Anordnung wird auch als Kaskode-Stufe bezeichnet. Hierbei fließt durch die Transistoren 20, 21 der Basisstufe zumindest teilweise der gleiche Strom wie durch die Transistoren 2 und 3, der eigentlichen Schwingtransistoren. Hierdurch lassen sich Schaltungsanordnungen mit geringer Verlustleistung realisieren. Im idealisierten Fall bewirkt die – aus den Transistoren 20, 21 – bestehende Basisstufe eine perfekte Rückwärtsisolation. Da aber die Transistoren 20, 21 der Basisstufe in der Realität neben der weiter oben erläuterten parasitären Basis-Kollektor-Kapazität auch einen von Null verschiedenen Basis-Bahn-Widerstand aufweisen, ist die Rückwärtsisolation dieser Basisstufe in vielen Fällen nicht ausreichend. Deswegen ist es gerade bei dieser Anordnung von Vorteil, die Lastrückwirkung durch eine Kompensation der Basis-Kollektor-Kapazitäten der Transistoren 2 und 3, wie in 3b) dargestellt, zu verbessern. Die Kombination aus der Basisschaltung und der erläuterten und dargestellten Kompensation der Auswirkung der parasitären Basis-Kollektor-Kapazitäten der Transistoren 2 und 3, also der Schwingtransistoren, bewirkt eine Rückwärtsisolation, also eine Reduzierung der Lastrückwirkung, die für viele Anwendungen hinreichend groß ist.The oscillator circuits 1 to 3 have output buffers, namely, base-circuit operated transistors 20 . 21 , There are between the collectors 14 . 15 the transistors 2 . 3 matching networks 22 . 23 intended. This arrangement is also called a cascode stage. This flows through the transistors 20 . 21 the base stage at least partially the same current as through the transistors 2 and 3 , the actual oscillating transistors. This makes it possible to realize circuit arrangements with low power loss. In the idealized case, the effect - from the transistors 20 . 21 - existing base level perfect reverse isolation. But there the transistors 20 . 21 In reality, in addition to the parasitic base-collector capacitance explained above, the base stage also has a non-zero base-track resistance, in many cases the reverse isolation of this base stage is not sufficient. Therefore, it is precisely in this arrangement is advantageous, the load feedback effect by a compensation of the base-collector capacitances of the transistors 2 and 3 , as in 3b) shown to improve. The combination of the basic circuit and the illustrated and illustrated compensation of the effect of the parasitic base-collector capacitances of the transistors 2 and 3 , So the oscillating transistors, causes a backward isolation, so a reduction of the load reaction, which is sufficiently large for many applications.

Das bei Oszillator-Schaltungen 1 erfindungsgemäßer Schaltungsanordnungen zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen angewendete Prinzip zur Verringerung der Lastrückwirkung, also zur Reduzierung des ”Load-Pulling”, anders ausgedrückt: zur Erzielung einer Rückwärtsisolation, also gleichsam die Kompensation der Auswirkung parasitärer Basis-Kollektor-Kapazitäten bei den zu den Oszillator-Schaltungen 1 gehörende Transistoren 2, 3 durch die zuvor beschriebenen und in den 2b) und 3b) dargestellten Kompensations-Kapazitäten 18, 19, kann auch anderweitig bei erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen angewendet werden, um die Rückwärtsisolation noch weiter zu verbessern. So kann beispielsweise den Oszillator-Schaltungen 1 ein Differenzverstärker 24 nachgeschaltet sein (vgl. nochmals den Aufsatz ”Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77-GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz” in der Literaturstelle ”IEEE Journal of solid-state circuits”, vol. 39, No. 10, October 2004 ).That with oscillator circuits 1 According to inventive circuit arrangements for generating microwave oscillations applied principle for reducing the load feedback, so to reduce the "load-pulling", in other words: to achieve a reverse isolation, so to speak, the compensation of the effect of parasitic base-collector capacitances at the to the oscillator circuits 1 belonging transistors 2 . 3 through the previously described and in the 2 B) and 3b) illustrated compensation capacity 18 . 19 , Can also be used elsewhere in the inventive circuit for generating microwave oscillations, to further improve the reverse isolation. For example, the oscillator circuits 1 a differential amplifier 24 (see again the essay "Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77 GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz" in the IEEE Journal of solid-state circuits, vol. 39, No. 10, October 2004 ).

Der in 4 dargestellte Differenzverstärker 24 besteht, sowohl im Ausführungsbeispiel nach 4a) als auch im Ausführungsbeispiel nach 4b), im wesentlichen aus zwei Transistoren 25, 26. Im Ausführungsbeispiel nach 4b) ist das zuvor nochmals angesprochene Prinzip angewendet, sind nämlich zwei Kompensations-Kapazitäten 27 und 28 vorgesehen. Die Kompensations-Kapazität 27 ist zwischen dem Kollektor des Transistors 25 und der Basis des Transistors 26, die Kompensations-Kapazität 28 zwischen dem Kollektor des Transistors 26 und der Basis des Transistors 25 vorgesehen. Vorzugsweise sind auch hier die Kompensations-Kapazitäten 27 und 28 etwa so groß wie die parasitären Basis-Kollektor-Kapazitäten der Transistoren 25 und 26.The in 4 illustrated differential amplifier 24 exists, both in the embodiment according to 4a) as well as in the embodiment 4b) , essentially two transistors 25 . 26 , In the embodiment according to 4b) if the previously mentioned principle is applied, namely two compensation capacities 27 and 28 intended. The compensation capacity 27 is between the collector of the transistor 25 and the base of the transistor 26 , the compensation capacity 28 between the collector of the transistor 26 and the base of the transistor 25 intended. Preferably, the compensation capacities are also here 27 and 28 about as large as the parasitic base-collector capacitances of the transistors 25 and 26 ,

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß sowohl die in den 1, 2 und 3 dargestellten Oszillator-Schaltungen 1 als auch der in 4 dargestellte Differenzverstärker 24 Ausgänge 29 aufweisen.Finally, it should be noted that both in the 1 . 2 and 3 illustrated oscillator circuits 1 as well as in 4 illustrated differential amplifier 24 outputs 29 exhibit.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - ”Design and Scaling of W-Band SiGe BiCMOS VCOs” in der Literaturstelle ”IEEE Journal of Solid-State Circuits”, vol. 42, No. 9, September 2007 [0014] "Design and Scaling of W-Band SiGe BiCMOS VCOs" in the IEEE Journal of Solid State Circuits, vol. 42, no. 9, September 2007 [0014]
  • - Seiten 316 und 317 in dem Standard-Werk ”Halbleiter-Schaltungstechnik” von Dr.-Ing. Ulrich Tietze und Dr. Christoph Schenk, 12. Auflage, Springer-Verlag, und den Aufsatz ”Dependence of the input impedance of a three-electrode vacuum tube upon the load in the plate cirsuit” in der Literaturstelle ”Scientific Papers of the Bureau of Standards” 15(351): 367–385, 1920 [0014] Pages 316 and 317 in the standard work "Semiconductor Circuit Design" by Dr.-Ing. Ulrich Tietze and dr. Christoph Schenk, 12th edition, Springer-Verlag, and the article "Dependence of the input impedance of a three-electrode vacuum tube on the load in the plate cirsuit" in the reference "Scientific Papers of the Bureau of Standards" 15 (351 ): 367-385, 1920 [0014]
  • - ”Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77-GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz” in der Literaturstelle ”IEEE Journal of solid-state circuits”, vol. 39, No. 10, October 2004 [0015] "Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77 GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz" in the IEEE Journal of solid-state circuits, vol. 39, No. 10, October 2004 [0015]
  • - ”Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77-GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz” in der Literaturstelle ”IEEE Journal of solid-state circuits”, vol. 39, No. 10, October 2004 [0025] "Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77 GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz" in the IEEE Journal of solid-state circuits, vol. 39, No. 10, October 2004 [0025]

Claims (10)

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Mikrowellen-Schwingungen, mit einer Oszillator-Schaltung mit zwei Verstärker-Elementen, vorzugsweise Transistoren, und mit einem Resonator, vorzugsweise mit einem Basis-Impedanznetzwerk und mit zwei Emitter-Impedanznetzwerken, wobei das Basis-Impedanznetzwerk oder/und ein Emitter-Impedanznetzwerk oder beide Emitter-Impedanznetzwerke verstimmbar ist bzw. sind und wobei die Transistoren jeweils eine parasitäre Basis-Kollektor-Kapazität aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kollektor (14) des ersten Transistors (2) und der Basis (16) des zweiten Transistors (3) sowie zwischen dem Kollektor (15) des zweiten Transistors (3) und der Basis (17) des ersten Transistors (2) jeweils eine Kompensations-Kapazität (18 bzw. 19) geschaltet ist und daß die Kompensations-Kapazitäten (18 bzw. 19) etwa so groß sind wie die parasitären Basis-Kollektor-Kapazitäten.Circuit arrangement for generating microwave oscillations, having an oscillator circuit with two amplifier elements, preferably transistors, and with a resonator, preferably with a base impedance network and with two emitter impedance networks, the base impedance network and / or an emitter Impedance network or both emitter impedance networks are tuneable and wherein the transistors each have a parasitic base-collector capacitance, characterized in that between the collector ( 14 ) of the first transistor ( 2 ) and the base ( 16 ) of the second transistor ( 3 ) and between the collector ( 15 ) of the second transistor ( 3 ) and the base ( 17 ) of the first transistor ( 2 ) each have a compensation capacity ( 18 respectively. 19 ) and that the compensation capacities ( 18 respectively. 19 ) are about as large as the parasitic base-collector capacitances. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstimmung des Resonators (4) mindestens ein Varaktor vorgesehen ist.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that for detuning the resonator ( 4 ) at least one varactor is provided. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstimmung des Resonators (4) mindestens ein differenzieller Varaktor im Basis-Impedanznetzwerk (5) oder/und in einem der Emitter-Impedanznetzwerke (6 oder 7) oder in beiden Emitter-Impedanznetzwerken (6, 7) vorgesehen ist.Circuit arrangement according to Claim 2, characterized in that for detuning the resonator ( 4 ) at least one differential varactor in the base impedance network ( 5 ) and / or in one of the emitter impedance networks ( 6 or 7 ) or in both emitter impedance networks ( 6 . 7 ) is provided. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Basis-Impedanznetzwerk (5) zwei Induktivitäten (8, 9) aufweist.Circuit arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the basic impedance network ( 5 ) two inductors ( 8th . 9 ) having. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Impedanznetzwerke (6, 7) jeweils eine Kapazität (10 bzw. 11) und eine Induktivität (12 bzw. 13) aufweisen.Circuit arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the emitter impedance networks ( 6 . 7 ) each have a capacity ( 10 respectively. 11 ) and an inductance ( 12 respectively. 13 ) exhibit. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillator-Schaltung (1) als Ausgangsbuffer zwei in Basisschaltung betriebene Transistoren (20 bzw. 21) aufweist.Circuit arrangement according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the oscillator circuit ( 1 ) as output buffer two transistors operated in basic circuit ( 20 respectively. 21 ) having. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Transistoren (2, 3) und den in Basisschaltung betriebenen Transistoren (20, 21) jeweils ein Anpaßnetzwerk (22 bzw. 23) vorgesehen ist.Circuit arrangement according to Claim 6, characterized in that between the transistors ( 2 . 3 ) and the transistors operated in basic circuit ( 20 . 21 ) each have a matching network ( 22 respectively. 23 ) is provided. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsanordnung (1) ein Differenzverstärker (24) nachgeschaltet ist.Circuit arrangement according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the circuit arrangement ( 1 ) a differential amplifier ( 24 ) is connected downstream. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker (24) zwei Transistoren (25, 26) aufweist.Circuit arrangement according to Claim 8, characterized in that the differential amplifier ( 24 ) two transistors ( 25 . 26 ) having. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Kompensations-Kapazität (27 bzw. 28) zwischen dem Kollektor des Transistors (25) und der Basis des Transistors (26) sowie zwischen dem Kollektor des Transistors (26) und der Basis des Transistors (25) geschaltet ist und die Kompensations-Kapazitäten (27 und 28) etwa so groß sind wie die parasitären Basis-Kollektor-Kapazitäten der Transistoren (25 bzw. 26).Circuit arrangement according to Claim 9, characterized in that in each case a compensation capacitor ( 27 respectively. 28 ) between the collector of the transistor ( 25 ) and the base of the transistor ( 26 ) and between the collector of the transistor ( 26 ) and the base of the transistor ( 25 ) and the compensation capacities ( 27 and 28 ) are about as large as the parasitic base-collector capacitances of the transistors ( 25 respectively. 26 ).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010032574A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Krohne Messtechnik Gmbh Circuit arrangement for generating microwave oscillations

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4331499A1 (en) * 1993-09-16 1995-03-30 Fraunhofer Ges Forschung Resonant circuit
US20060057990A1 (en) * 2004-09-10 2006-03-16 Arya Behzad Gain boosting RF gain stage with cross-coupled capacitors

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4331499A1 (en) * 1993-09-16 1995-03-30 Fraunhofer Ges Forschung Resonant circuit
US20060057990A1 (en) * 2004-09-10 2006-03-16 Arya Behzad Gain boosting RF gain stage with cross-coupled capacitors

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Design and Scaling of W-Band SiGe BiCMOS VCOs" in der Literaturstelle "IEEE Journal of Solid-State Circuits", vol. 42, No. 9, September 2007
"Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77-GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz" in der Literaturstelle "IEEE Journal of solid-state circuits", vol. 39, No. 10, October 2004
LI, H., REIN, H.-M.: Millimeter-Wave VCOs With Wide Tuning Range and Low Phase Noise, Fully Intigratedin a SiGe Bipolar Production Technology. In: IEEE Journal of solide-state circuits, Vol. 38, No. 2, Feb. 2003. Seiten 184-191 *
LI, H., u.a.: Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77-GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz. In: IEEE Journal of solid-states circuits, Vol. 39, No. 10,Oct. 2004, Seiten 1650-1658 *
NICOLSON, S.T., u.a.: Design and Scaling of W-Band SiGe BICMOS VCOs. In: IEEE Journalof solid-state circuits, Vol. 42, No. 9, Sep. 2007. Seiten 1821-1833 *
NICOLSON, S.T., u.a.: Design and Scaling of W-Band SiGe BICMOS VCOs. In: IEEE Journalof solid-state circuits, Vol. 42, No. 9, Sep. 2007. Seiten 1821-1833 LI, H., REIN, H.-M.: Millimeter-Wave VCOs With Wide Tuning Range and Low Phase Noise, Fully Intigratedin a SiGe Bipolar Production Technology. In: IEEE Journal of solide-state circuits, Vol. 38, No. 2, Feb. 2003. Seiten 184-191 LI, H., u.a.: Fully Integrated SiGe VCOs With Powerful Output Buffer for 77-GHz Automotive Radar Systems and Applications Around 100 GHz. In: IEEE Journal of solid-states circuits, Vol. 39, No. 10,Oct. 2004, Seiten 1650-1658
Seiten 316 und 317 in dem Standard-Werk "Halbleiter-Schaltungstechnik" von Dr.-Ing. Ulrich Tietze und Dr. Christoph Schenk, 12. Auflage, Springer-Verlag, und den Aufsatz "Dependence of the input impedance of a three-electrode vacuum tube upon the load in the plate cirsuit" in der Literaturstelle "Scientific Papers of the Bureau of Standards" 15(351): 367-385, 1920

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010032574A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Krohne Messtechnik Gmbh Circuit arrangement for generating microwave oscillations
WO2012013308A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Circuit arrangement with compensation capacitances for producing microwave oscillations
US9287824B2 (en) 2010-07-28 2016-03-15 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Circuit arrangement for creating microwave oscillations

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