DE60031683T2 - Phasenregelschleife und spannungsgesteuerter Oszillator für eine Phasenregelschleife - Google Patents

Phasenregelschleife und spannungsgesteuerter Oszillator für eine Phasenregelschleife Download PDF

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung mit phasenstarrer Schleife, die einen spannungsgesteuerten Oszillator, der mindestens eine Resonatorschaltung für das Treiben des Oszillators aufweist, und eine phasenstarre Schleife, die eine Frequenzsteuereinrichtung für das Steuern der Ausgangsfrequenz des Oszillators hat, aufweist, wobei die Resonatorschaltung während des Betriebs auf einer Resonatorfrequenz läuft, um den Oszillator auf eine Oszillatorausgangsfrequenz zu steuern, die ein gerades ganzzahliges Vielfaches der Resonatorfrequenz ist. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen spannungsgesteuerten Oszillator, wie er in dieser Schaltung mit phasenstarrer Schleife verwendet wird.
  • Das Aufkommen von drahtloser Kommunikation auf C-Band-Frequenzen hat die Nachfrage nach kostengünstigen integrierten Hochleistungsschaltungen verstärkt. GHz-Funk-Front-End-Teile sind dafür ausgelegt, die Erfordernisse der drahtlosen Zugangssysteme der dritten Generation in Bezug auf Bitrate und Ausführungsbeschränkungen (Größe, Energieverbrauch und Kosten) zu erfüllen. Zu diesem Zweck sind vollständig integrierte Sender-Empfänger heutzutage von verbreitetem Interesse. Ein solcher Sender-Empfänger-Chip ist allgemein mit einem lokalen Oszillator (LO) gekoppelt, der ein Taktsignal für Datenübertragung und -empfang liefert. Allgemein ist der Oszillator dabei in einer Schaltung mit phasenstarrer Schleife (PLL), die eine phasenstarre Schleife mit einer Frequenzsteuereinrichtung hat, verbunden, um die Ausgangsphase und die Frequenz des Oszillators innerhalb akzeptabler Grenzen zu beschränken.
  • Oft ist der Oszillator aus einer Anzahl von verteilten Mikrowellenkomponenten, zum Beispiel Mikrostreifenleitungen, gebildet, die dafür ausgelegt sind, das erwünschte elektrische Verhalten und die erwünschten elektrischen Eigenschaften zu erreichen. Je nach ihrer Form und ihren Abmessungen können solche verteilten Komponenten entweder als ein Induktor, Kondensator, Widerstand oder Leiter für das zugeführte Signal wirken und sind so gebildet, dass sie die entsprechende Funktion in der Schaltung schaffen. Diese Komponenten sind jedoch auf Grund ihrer Dimensionierung auf Mikrowellenfrequenz schwierig gemeinsam mit einem Hochfrequenz-(HF)-System oder einer PLL Schaltung zu integrieren. Daher erfordern diese Komponenten normalerweise zusätzliche Pakete und externe Verbindungen. Außerdem sind diese verteilten Komponenten im Allgemeinen schlecht abstimmbar, da ihre elektrischen Eigenschaften stark von der Signalfrequenz abhängen.
  • Die europäische Patentanmeldung EP 0 689 287 offenbart den Grundaufbau eines integrierteren Lösungsansatzes einer Schaltung mit phasenstarrer Schleife mit einem spannungsgesteuerten Oszillator, der mit einer phasenstarren Schleife verbunden ist. Die PLL-Schaltung weist eine Frequenzsteuereinrichtung in der Form eines Phasendetektors auf, der mit dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators gekoppelt ist, während er von einem Bezugssignal gespeist wird. Das Differenzsignal des Phasendetektors wird über eine Ladungspumpe und ein Schleifenfilter an den spannungsgesteuerten Oszillator rückgekoppelt, um jegliche Abweichung von der beabsichtigten Ausgangsfrequenz zu korrigieren. Ein spannungsgesteuerter Oszillator, wie in dieser Schaltung des Standes der Technik verwendet, hat den Vorteil, dass die Ausgangsfrequenz bis zu einem gewissen Grad mit Hilfe der dem Oszillator zugeführten Spannung eingestellt werden kann, was die Vorrichtung für verschiedene Betriebsgeschwindigkeiten gemäß verschiedenen industriellen Standards geeignet macht.
  • Auch wenn ein spannungsgesteuerter Oszillator dafür ausgelegt sein kann, mit einer sehr hohen Geschwindigkeit zu arbeiten, können die handelsüblichen phasenstarren Schleifen die in den drahtlosen Kommunikationssystemen der nächsten Generation erforderlichen hohen Oszillatorfrequenzen von gut über 20 GHz meistens nicht bewältigen. Eine bekannte Lösung für dieses Problem besteht darin, die Grundoszillatorfrequenz auf einen Pegel abwärtszuwandeln, den die phasenstarre Schleife bewältigen kann. Ein anderer Lösungsansatz besteht darin, den spannungsgesteuerten Oszillator auf einem für die phasenstarre Schleife geeigneten Pegel zu betreiben und die Oszillatorfrequenz auf einen von dem HF-System gemäß industriellen Standards geforderten Pegel aufwärtszuwandeln. Beide Lösungen erfordern jedoch zusätzliche Schaltungskomplexität, mehr Pakete, und mehr Schaltungskomponenten, z.B. einen Frequenzteiler oder einen Frequenzmultiplizierer, und somit extra Chip-Fläche, mehr Energieverbrauch und anfällige Verbindungen. Außerdem werden mehr Konstruktionsungewissheit und Frequenzrauschen von diesen zusätzlichen Schaltungen eingeführt.
  • H. Yabuki, M. Sagawa und M. Makimoto, "An Experimental Study on Frequency Synthesizers usind Push-Push Oscillators", IEICE Transactions on Electro nics, Band E76-C, Nr. 6, Juni 1993; Seiten 932-937, offenbart einen spannungsgesteuerten Oszillator mit zwei identischen Oszillatorschaltungen, die aus gestufte Impedanz aufweisenden Splitring-Resonatoren (stepped impedance split-ring resonators) gebildet sind. Eine Varaktordiode ist zwischen die SISRs geschaltet, um Breitbandeigenschaften zu erreichen. Die Ausgabe eines der SIRS wird an eine phasenstarre Schleife übertragen, mit einem Frequenzsteuersignal verglichen und an den Resonator rückgekoppelt, um die Ausgangsfrequenz des Oszillators zu steuern.
  • EP 1 005 151 offenbart einen Gleichtaktoszillator, der von einer Resonatorschaltung und zwei identischen Oszillatoren gebildet wird. Harmonische Ausgangssignale können von dem Oszillator genommen werden.
  • US 4 810 976 offenbart einen Frequenzdopplungsoszillator und eine Mischerschaltung mit einer Resonatorschaltung, die zwischen die Steueranschlüsse von zwei passenden Transistoren mit einem Kondensator geschaltet ist, der parallel über die zwei Eingänge der Transistoren geschaltet ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine phasenstarre Schleife und einen spannungsgesteuerten Oszillator von der Art zu schaffen, auf die im einleitenden Absatz verwiesen wird, die die oben genannten Nachteile wenigstens bis zu einem gewissen Ausmaß bewältigt.
  • Dazu ist eine phasenstarre Schleife, wie im einleitenden Absatz beschrieben, dadurch gekennzeichnet, dass das Resonatorfrequenzsignal auf die Frequenzsteuereinrichtung der phasenstarren Schleife gekoppelt ist, die Resonatorschaltung mindestens eine einstellbare Komponente für das Steuern der Resonatorfrequenz aufweist, der spannungsgesteuerte Oszillator eine Gleichtaktschaltung aufweist, deren Betriebsfrequenz von einem Paar Resonatorschaltungen bestimmt wird, und die Frequenzsteuereinrichtung in mindestens eine des Paars Resonatorschaltungen gekoppelt ist und die Resonatorschaltungen über einen Lastwiderstand mit einem festgelegten Potential gekoppelt sind. Eine von einem HF-System benötigte HF-Frequenz kann an einem oder mehreren grundlegenden virtuellen Masseknoten der Oszillatorschaltung erzeugt werden und mit oder ohne ein Hochpassfilter mit dem HF-System gekoppelt sein. Die Resonatorschaltung arbeitet jedoch auf einer Frequenz, die nur eine ganzzahlige Teilung (1/N, N = 2n, n = 1, 2, 3, ...) der von dem Oszillator erzeugten HF-Frequenz ist. Das Resonatorsignal mit reduzierter Frequenz kann von einem oder mehreren grundlegenden nicht-virtuellen Masseknoten in dem Oszillator abgeleitet werden, um der phasenstarre Schleife zugeführt zu werden. Dementsprechend braucht die in der Schaltung gemäß der Erfindung verwendete phasenstarre Schleife nur 1/N der HF-Frequenz zu bewältigen, während sie die volle HF-Ausgabefrequenz des Oszillators steuert. Es ist somit kein zusätzlicher Frequenzteiler oder -multiplizierer notwendig, um die Anwendbarkeit einer standardmäßigen phasenstarren Schleife auf einen höheren Frequenzpegel zu bringen, als sie direkt bewältigen kann.
  • Eine spezielle Ausführungsform der Schaltung mit phasenstarrer Schleife gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der spannungsgesteuerte Oszillator eine Gleichtaktschaltung aufweist, deren Betriebsfrequenz von einem Paar Resonatorschaltungen bestimmt wird, und dadurch, dass die Frequenzsteuereinrichtung in mindestens eine des Paars von Resonatorschaltungen gekoppelt ist. Eine Gleichtaktschaltung ist eine symmetrische Schaltung, in der zwei aktive Vorrichtungen auf der Grundfrequenz 180° phasenverschoben schwingen und in der gerade harmonische Signale phasengleich erzeugt werden. Bei einem korrekten Betrieb einer solchen Gleichtaktschaltung ist Energie nur auf geraden harmonischen Frequenzen auf eine Last gekoppelt, während sich die Grundsignale aufheben. Dementsprechend ist die Oszillatorausgangsignalfrequenz ein gerades Vielfaches von der der Resonatorschaltungen. Ein symmetrisches, bei geraden Harmonischen auftretendes Ausgangsignal des Oszillators kann einem HF-System, wie einem Sender-Empfänger, zugeführt werden, während ein Grundfrequenz-Differenzausgangssignal der Resonatorschaltungen an die phasenstarre Schleife für Frequenzsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung geliefert werden kann, um die Gesamtoszillatorausgangsfrequenz zu stabilisieren.
  • In einer spezielleren Ausführungsform ist die Schaltung mit phasenstarrer Schleife gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichtaktschaltung ein Paar im Wesentlichen identische aktive Vorrichtungen aufweist, die mit den Resonatorschaltungen gekoppelt sind, und dadurch, dass die Frequenzsteuereinrichtung einen Phasendetektor aufweist, der dazu fähig ist, ein Ausgangsignal zu erzeugen, das an die Resonatorschaltungen rückgekoppelt wird, um die aktiven Vorrichtungen zu steuern.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltung mit phasenstarrer Schleife gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Vorrichtungen Transistoren sind, insbesondere Feldeffekttransistoren, und dadurch, dass andere Schaltungskomponenten der Gleichtaktschaltung und der Resonatorschaltun gen dafür ausgelegt sind, in den Herstellungsprozess der Transistoren zu passen. Diese anderen Komponenten bestehen im Allgemeinen nur aus passiven Vorrichtungen, wie Kondensatoren, Induktoren und Widerständen. Durch das Auslegen dieser Komponenten dafür, in den gleichen Herstellungsprozess wie den der Transistoren zu passen, kann die ganze Schaltung in einen einzigen, gemeinsamen Halbleiterkörper integriert werden, was zu einer wesentlichen Kostenreduktion führt.
  • Eine weitere Ausführungsform der Schaltung mit phasenstarrer Schleife gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatorschaltungen LC-Schaltungen mit mindestens einem variablen Kondensator oder einer Varicap in den LC-Schaltungen aufweisen, die von der Frequenzsteuereinrichtung gesteuert werden. Eine solche LC-Schaltung kann relativ leicht dafür ausgelegt werden, die erforderliche Resonatorfrequenz zu liefern, die dann von der Gleichtaktschaltung verdoppelt wird (N = 2). Der Varicap stellt nicht nur eine Einrichtung für das Variieren der Ausgangsfrequenz der Schaltung über mehrere Frequenzbänder dar, um für eine bestimmte Anwendung zu passen, sondern kann außerdem mit der Frequenzsteuereinrichtung gekoppelt sein, um jegliche Abweichung von der beabsichtigten Ausgangsfrequenz zu korrigieren. Eine speziellere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die LC-Schaltungen jeweils mindestens zwei variable Kondensatoren aufweisen, um die Variation der Ausgangsfrequenz über einen noch breiteren Bereich auszudehnen.
  • Für Breitbandoszillatoren besteht eine weitere Anforderung darin, eine konstante Schleifenverstärkung über den ganzen Frequenzbereich zu erhalten. Zu diesem Zweck ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Schaltung mit phasenstarrer Schleife gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Vorrichtungen jeweils mit einem Induktor in Reihe geschaltet sind. Statt direkt mit einer Energieversorgung verbunden zu sein, sind die aktiven Vorrichtungen jeweils mit einem Induktor in Reihe geschaltet. Die inhärente Eigenschaft eines höheren Q auf höheren Frequenzen dieser Induktoren kompensiert eine abnehmende Schleifenverstärkung an dem höheren Ende des Frequenzbands. Diese Induktoren sind von den Resonatorschaltungen getrennt. Die Anforderung eines absoluten hohen Q für diese Vorrichtungen ist somit nicht kritisch.
  • Um Frequenzrauschen auf dem Oszillatorausgangsignal entgegenzuwirken, sind die Resonatorschaltungen über einen Lastwiderstand mit einem festgelegten Potential verbunden. Die Last unterdrückt gerade Mode zwischen dem Paar Resonatorschaltungen, da nur ein gerader Modus einen Spannungsabfall über den Widerstand darstellt. Gerade Ströme gerader Moden können somit effektiv durch den Lastwiderstand abgeleitet werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des spannungsgesteuerten Oszillators und der Schaltung mit phasenstarrer Schleife gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der spannungsgesteuerte Oszillator nur integrierte Komponenten aufweist, die in einen einzigen Halbleiterkörper integriert sind. Was diese Komponenten betrifft, sind keine zusätzlichen Pakete und externe Verbindungen erforderlich, was in einem beträchtlichen Ausmaß Herstellungskosten spart und die Zuverlässigkeit erhöht.
  • Die Erfindung wird nachstehend detaillierter nur beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnung beschrieben. In denen zeigen:
  • 1 den Grundaufbau einer Schaltung mit phasenstarrer Schleife des Standes der Technik mit einem spannungsgesteuerten Oszillator;
  • 2 den Grundaufbau einer speziellen Ausführungsform einer Schaltung mit phasenstarrer Schleife gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 eine Schaltungskonstruktion einer speziellen Ausführungsform eines spannungsgesteuerten Oszillators gemäß der Erfindung, wie in 2 verwendet.
  • Ein Grundaufbaublockdiagramm für eine typische Schaltung mit phasenstarrer Schleife mit einem spannungsgesteuerten Oszillator gemäß dem Stand der Technik, ist in 1 gezeigt. Ein Eingangsreferenzsignal mit einer Frequenz fref wird von einem Phasendetektor in der phasenstarren Schleife PLL mit dem Ausgangsignal des spannungsgesteuerten Oszillators VCO verglichen, der eine einzige Ausgangsfrequenz f0 hat. Auf der Basis dieses Vergleichs erzeugt der Phasendetektor ein Ausgangsignal, das dem spannungsgesteuerten Oszillator VCO zugeführt wird, um bei Bedarf die Betriebsfrequenz des Oszillators VCO nachzustellen, um jeder Frequenzdrift entgegenzuwirken, die während des Betriebs an dem Ausgang des Oszillators VCO auftreten kann.
  • Wenn diese Betriebsfrequenz f0 zu hoch für eine handelsübliche phasenstarre Schleife ist, wird ein Frequenzteiler 1/n zwischen den Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators VCO und die phasenstarre Schleife PLL geschaltet, wie in 1 gezeigt, um die erforderliche Betriebsfrequenz der phasenstarren Schleife PLL um einen Faktor n zu reduzieren. Ein anderer Lösungsansatz des Standes der Technik für das gleiche Problem besteht darin, mit dem spannungs gesteuerten Oszillator eine Niedrigfrequenz zu erzeugen, die immer noch direkt von der phasenstarren Schleife bewältigt werden kann und darin, die niedrige Oszillatorausgangsfrequenz mit einem Faktor n zu multiplizieren, bevor sie einem HF-System zugeführt wird.
  • Ein Nachteil dieser beiden Lösungen des Standes der Technik, die Anwendbarkeit einer handelsüblichen phasenstarren Schleife auf hohe Geschwindigkeiten auszudehnen, besteht darin, dass eine separate Einheit erforderlich ist, um die Betriebsfrequenz f0 des Oszillators zu dividieren oder zu multiplizieren, um einer handelsüblichen phasenstarren Schleife das Steuern der Ausgangsfrequenz zu ermöglichen. Dies erhöht nicht nur die Komplexität der Gesamtschaltung, sondern könnte sogar bedeuten, dass separate, verteilte Komponenten verwendet werden müssen, was die Gesamtkosten der Schaltung beträchtlich erhöht.
  • 2 gibt ein Beispiel für einen Grundaufbau einer Schaltung mit phasenstarrer Schleife und eines spannungsgesteuerten Oszillators gemäß der Erfindung, die diesen Nachteil umgeht, wenigstens in einem hohen Ausmaß. In diesem Fall wird ein Eingangssignal für die phasenstarre Schleife PLL von einer Resonatorschaltung T in dem spannungsgesteuerten Oszillator VCO anstatt an seinem Ausgang genommen. Die phasenstarre Schleife PLL steuert direkt die Betriebsfrequenz f0/N der Resonatorschaltung T, die eine gerade Teilung (N) der Ausgangsfrequenz f0 des Oszillators ist. Da die Betriebsfrequenz f0 des Oszillators direkt von der Resonatorfrequenz f0/N bestimmt wird, wird der spannungsgesteuerte Oszillator auf seine Art von einer phasenstarren Schleife effektiv gesteuert, die nur auf der reduzierten Resonatorfrequenz f0/N laufen muss. Der spannungsgesteuerte Oszillator gemäß der Erfindung erzeugt somit inhärent zwei Frequenzen, eine hohe HF-Ausgangsfrequenz für ein HF-System und eine niedrige interne Frequenz, die 1/N der HF-Ausgangsfrequenz ist, die von der phasenstarren Schleife oder jeglicher anderen Frequenzsteuereinrichtung für Frequenzsteuerung verwendet werden kann.
  • Eine Schaltungskonstruktion einer Schaltung mit phasenstarrer Schleife, die die Erfindung ausführt, ist in 3 gegeben. Die Schaltung weist einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einer Gleichtakttopologie auf. Das ist eine symmetrische Schaltung, die zwei wenigstens im Wesentlichen identische und symmetrisch angeordnete Schaltungsstrukturen aufweist, wobei jede eine aktive Vorrichtung 1 aufweist, die in diesem Beispiel aus einem Feldeffekttransistor (FET) besteht. Die aktiven Vorrichtungen 1 werden mit Konstantstrom von einer Strom quelle 14 beliefert. Die aktiven Transistoren 1 werden von zwei identischen Resonatorschaltungen oder Resonanzkreisen 13 getrieben, die auf einer Grundfrequenz f0/2 arbeiten. Signale der zweiten Harmonischen auf f0 werden phasengleich an einem virtuellen Grundfrequenz-Masseknoten (4) erzeugt, was den Frequenzbereich verdoppelt und einen hoch belastbaren Qualitätsfaktor Q einführt. Dies verbessert die Lastziehleistung und das Phasenrauschen.
  • Anstatt eine phasenstarre Schleife oder jegliche andere Frequenzsteuereinrichtung mit dem Ausgang 4 des Oszillators zu koppeln, wird ein Signal für diese Einrichtung direkt von einem Differenz-Knoten-Paar 15 beider Resonatorschaltungen 13 bei einem Grundfrequenz-Signal f0/2 genommen, was die Front-End-Systemarchitektur vereinfacht, den Bedarf an einem zusätzlichen Frequenzteiler vermeidet und sowohl den Energieverbrauch als auch die Chipgröße reduziert.
  • Für Breitbandoszillatoren besteht eine andere Anforderung darin, eine konstante Schleifenverstärkung über den ganzen Frequenzbereich zu halten. Zu diesem Zweck ist der Drain des Transistors 1 über einen Induktor 12 anstatt direkt mit der Energieversorgung verbunden. Die inhärente Eigenschaft eines höheren Q bei höheren Frequenzen dieses Induktors 12 kompensiert eine abnehmende Schleifenverstärkung an dem höheren Ende eines Frequenzbands. Diese Induktoren 12 sind entfernt von den Resonanzkreisen 13, weshalb die Anforderung ihres absoluten hohen Q deshalb nicht kritisch ist.
  • Beide Resonanzkreise 13 weisen eine im Wesentlichen identische LC-Schaltung auf, die auf der Grundfrequenz f0/2 arbeitet. Diese LC-Schaltungen weisen einen Induktor 16 gemeinsam mit einem variablen Kondensator 18 auf. Diese Varicaps 18 können nicht nur als Frequenzkorrektureinrichtung verwendet werden, der das Grundfrequenz-Ausgangsignal zugeführt werden kann, sondern ermöglichen darüber hinaus das Abstimmen der Vorrichtung über verschiedene Frequenzbänder. In diesem Beispiel wird eine zusätzliche kapazitive Rückkopplung zwischen der Source und dem Gate der Transistoren 1 durch die Verwendung von zwei zusätzlichen variablen Kondensatoren 1 eingeführt, um Multibandbetrieb zu realisieren, ohne die Komplexität oder die Kosten der Gesamtschaltung wesentlich zu erhöhen.
  • Die Unterdrückung von geraden Moden wird durch einen Lastwiderstand 19 realisiert, der die Resonatorschaltungen mit einem festgelegten Potential verbindet und auch eine Gleichstromzuführung zu den variablen Kondensatoren 18 schafft. Anders als ungerade Moden führen gerade Moden zu einem Nettopoten tial über dem Lastwiderstand 19 und werden somit weggeleitet. Schwingungen gerader Moden auf der Grundfrequenz werden dementsprechend effektiv aufgehoben.
  • Alle in der Schaltung aus 3 verwendeten Komponenten sind dafür ausgelegt, in einen vorhandenen GaAs-Herstellungsprozess zu passen, um in einen und denselben gemeinsamen Halbleiterkörper integriert zu werden. Dies reduziert die Gesamtkosten der Schaltung beträchtlich. Außerdem kann die Schaltung durch die Verwendung von nur konzentriert dargestellten Komponenten für die Oszillator- und Resonatorschaltungen in einem anderen Frequenzband ohne eine wesentliche Leistungsverschlechterung angewandt werden, die auftreten würde, wenn mikrostreifenartige verteilte Komponenten verwendet würden.
  • Auch wenn die Erfindung mit Bezug auf nur die vorhergehende Ausführungsform beschrieben wurde, kann sich der Fachmann andere Arten von Gleichtakt- und Resonatorschaltungen verfügbar machen oder die Oszillatorschaltungskonstruktion sogar auf einer anderen Topologie basieren lassen. Anstatt Feldeffekttransistoren zu verwenden, könnten auch bipolare Transistoren als aktive Vorrichtungen in einer solchen Struktur verwendet werden. Anstatt eine phasenstarre Schleife als Frequenzsteuereinrichtung zu verwenden, könnten andere Einrichtungen verwendet werden, um die Ausgangsfrequenz des Oszillators zu steuern und zu korrigieren. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird diesen Einrichtungen auch ein Signal zugeführt, das von den Resonatorschaltungen genommen wird, die den Oszillator treiben, so dass die Frequenzsteuerungseinrichtung mit einer mäßigen Betriebsgeschwindigkeit betrieben werden kann, die 1/N der Ausgangs-HF-Frequenz des Oszillators ist, wobei N eine gerade ganze Zahl ist.

Claims (8)

  1. Spannungsgesteuerter Oszillator (VCO), aufweisend: ein Paar Resonatorschaltungen (13) für das Treiben des Oszillators, wobei das Paar Resonatorschaltungen mindestens eine einstellbare Komponente (18) für das Steuern der Resonatorfrequenz aufweist; und eine Gleichtaktschaltung, deren Betriebsfrequenz von dem Paar Resonatorschaltungen (13) bestimmt wird; wobei das Paar Resonatorschaltungen (13) während des Betriebs auf einer Resonatorfrequenz läuft, um den Oszillator auf einer Oszillatorausgangsfrequenz (f0) zu treiben, die um ein ganzzahliges Vielfaches größer ist als eine der Resonatorfrequenz (f0/N), das Resonatorfrequenzsignal (f0/N) für das Koppeln an eine Frequenzsteuereinrichtung einer phasenstarren Schleife angeordnet ist und die Frequenzsteuereinrichtung für das Steuern der Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators angeordnet ist und für das Koppeln in mindestens eine von dem Paar Resonatorschaltungen angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der VCO ferner einen Lastwiderstand (19) aufweist und die Resonatorschaltungen (13) über den Lastwiderstand (19) mit einem festgelegten Potential verbunden sind.
  2. Schaltung mit phasenstarrer Schleife, aufweisend: einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) nach Anspruch 1; und eine phasenstarre Schleife (PLL), die die Frequenzsteuereinrichtung aufweist.
  3. Schaltung mit phasenstarrer Schleife nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichtaktschaltung ein Paar im Wesentlichen identische aktive Vorrichtungen (1) aufweist, die an die Resonatorschaltungen (13) gekoppelt sind, und dass die Frequenzsteuereinrichtung einen Phasendetektor aufweist, der zur Erzeugung eines Ausgabesignal fähig ist, das an die Resonatorschaltungen rückgekoppelt wird, um die aktiven Vorrichtungen zu steuern.
  4. Schaltung mit phasenstarrer Schleife nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Vorrichtungen (1) Transistoren sind, insbesondere Feldeffekttransistoren, und dass jegliche andere Schaltungskomponenten der Gleichtaktschaltung und der Resonatorschaltungen so ausgelegt sind, dass sie in den Herstellungsprozess der Transistoren passen.
  5. Schaltung mit phasenstarrer Schleife nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatorschaltungen (13) LC-Schaltungen aufweisen, wobei mindestens ein variabler Kondensator (18) in den LC-Schaltungen von der Frequenzsteuereinrichtung gesteuert wird.
  6. Schaltung mit phasenstarrer Schleife nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die LC-Schaltungen je mindestens zwei variable Kondensatoren (18) aufweisen.
  7. Schaltung mit phasenstarrer Schleife nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Vorrichtungen (1) je mit einem Induktor (12) in Reihe geschaltet sind.
  8. Schaltung mit phasenstarrer Schleife nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der spannungsgesteuerte Oszillator nur integrierte Komponenten aufweist, die in einem einzigen Halbleiterkörper integriert sind.
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