SE520382C2 - Kvadraturfasstyrslinga - Google Patents

Kvadraturfasstyrslinga

Info

Publication number
SE520382C2
SE520382C2 SE0201159A SE0201159A SE520382C2 SE 520382 C2 SE520382 C2 SE 520382C2 SE 0201159 A SE0201159 A SE 0201159A SE 0201159 A SE0201159 A SE 0201159A SE 520382 C2 SE520382 C2 SE 520382C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
amplitude
oscillator
circuit
output
quadrature
Prior art date
Application number
SE0201159A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0201159D0 (sv
SE0201159L (sv
Inventor
Fredrik Jonsson
Original Assignee
Spirea Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Spirea Ab filed Critical Spirea Ab
Priority to SE0201159A priority Critical patent/SE520382C2/sv
Publication of SE0201159D0 publication Critical patent/SE0201159D0/sv
Priority to PCT/SE2003/000542 priority patent/WO2003088497A1/en
Priority to AU2003214764A priority patent/AU2003214764A1/en
Publication of SE0201159L publication Critical patent/SE0201159L/sv
Publication of SE520382C2 publication Critical patent/SE520382C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/099Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B27/00Generation of oscillations providing a plurality of outputs of the same frequency but differing in phase, other than merely two anti-phase outputs
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/1206Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification
    • H03B5/1212Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification the amplifier comprising a pair of transistors, wherein an output terminal of each being connected to an input terminal of the other, e.g. a cross coupled pair
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/1228Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device the amplifier comprising one or more field effect transistors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/1237Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator
    • H03B5/124Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator the means comprising a voltage dependent capacitance
    • H03B5/1243Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator the means comprising a voltage dependent capacitance the means comprising voltage variable capacitance diodes
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L5/00Automatic control of voltage, current, or power
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

lO 15 20 25 30 (JU UT « u Q . f. 520 382 >-«. 1. 2 mellan nämnda LO och den efterföljande kretsen, sàsom den ovan nämnda blandarkretsen. Bufferten förstärker respek- tive LO-utsignal och gör dem sàledes mindre känsliga för missanpassning i lasten. Buffertarna förbrukar emellertid en stor mängd effekt. I manga vanliga kretsimplemente- ringar förbrukas ungefär 30% av den totala kretseffekten av dessa LO-buffertar.
Följaktligen är det ett svàrt problem att finna en anordning och en metod som kan implementeras i en radio- sändtagare i ett radiokommunikationssystem och som àstad- kommer en noggrann kvadratursignal, dvs med en fasskill- nad om 90°, och samtidigt har en làg effektförbrukning.
Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamál med denna uppfinning är att àstadkomma en lösning pà problemet att alstra en noggrann kvadratur- signal vid en làg effektförbrukning. Ändamålet uppnàs i enlighet med föreliggande uppfin- ning genom en metod, en kvadraturoscillator och en radio- sändtagare som har de i de oberoende kraven definierade särdragen. Föredragna utföringsformer är definierade i de beroende kraven.
I enlighet med en aspekt med uppfinningen är det àstadkommet en kvadraturoscillator som innefattar: en första spänningsstyrd oscillator och en andra spännings- styrd oscillator, varvid varje spänningsstyrd oscillator innefattar en utgång; en inställningskrets som har en styrterminal och som är ansluten till åtminstone en av nämnda spänningsstyrda oscillatorer; en amplituddetektor, som är ansluten till den första oscillatorn utgàng och som är ansluten till den andra oscillatorn utgàng, och till styrterminalen, varvid amplituddetektorn är inrättad att: detektera en första amplitud hos en utsignal fràn den första oscillatorn; detektera en andra amplitud hos en ttsignal fràn den andra oscillatorn; bestämma en amplitudskillnad mellan den första amplituden och den andra amplituden; och mata en amplitudskillnadssignal 10 15 20 25 30 LA) LD 5 Û . . (i. ' 1 I. rvL.
R . .Y . . . , , f* -- » - = . . ' * '> a» n . . z ; z , .H.._. 3 till inställningskretsen, varvid inställningskretsen är inrättad att variera en last hos nämnda àtminstone en av de spänningsstyrda oscillatorerna utnyttjande amplitud- skillnadssignalen, i avsikt att minimera amplitudskillna- den.
I enlighet med en andra aspekt av uppfinningen är det àstadkommet en metod för att styra fasen hos en kvadraturoscillator som innefattar en första spännings- styrd oscillator och en andra spänningsstyrd oscillator; innefattande stegen att: detektera en första amplitud hos utsignalen fràn den första oscillatorn och en andra amplitud hos utsignalen fràn den andra oscillatorn; bestämma en amplitudskillnad mellan den första amplituden och den andra amplituden; och synkronisera den första amplituden och den andra amplituden genom att variera en last hos àtminstone den ena av nämnda första och andra spänningsstyrda oscillatorer utnyttjande amplituden i avsikt att minimera amplitudskillnaden.
I enlighet med en tredje aspekt av uppfinningen är det àstadkommet en radiosändtagare som innefattar en kvadraturoscillator enligt föreliggande uppfinning.
I enlighet med en ytterligare aspekt är det àstad- kommet en kvadraturoscillator som innefattar: en oscilla- torkrets som har en första utgàng och en andra utgång; en justeringskrets, som är ansluten till oscillatorkretsen och som har en styrterminal; en amplituddetektor som är ansluten till den första utgången och den andra utgången, och till styrterminalen, varvid amplituddetektorn är inrättad att: detektera en första amplitud hos en utsig- nal fràn den första utgàngen; detektera en andra amplitud hos en utsignal fràn den andra utgången; bestämma en amplitudskillnad mellan den första amplituden och den andra amplituden; och mata en amplitudskillnadssignal till inställningskretsen, varvid inställningskretsen är inrättad att variera en last hos oscillatorkretsen ut- nyttjande amplitudskillnadssignalen, i avsikt att minime- ra amplitudskillnaden. 10 15 20 25 30 (JU (JT 520 382 4 Lösningen enligt uppfinningen tillhandahåller flera fördelar framför de existerande lösningarna. Genom att exempelvis lasten varieras i avsikt att minimera ampli- tudskillnaden mellan amplituderna i kvadraturoscillatorns tvá utgàngar àstadkoms en noggrann kvadratursignal. Detta beror pà det faktum att om de tvà kanalerna är perfekt anpassade, dvs kanalernas laster är lika, sä kommer kanalernas amplituder att bli lika och fasskillnaden mellan de tvà kanalerna kommer att bli 90°. Eftersom fasskillnaden mellan kanalerna är direkt beroende av amplitudskillnaden mellan kanalerna, och en kanals ampli- tud i sin tur är direkt beroende av kanalens last ställs fasskillnaden in genom att man varierar lasten pä den ena kanalen/bàda kanalerna. Vidare har kvadraturoscillatorn enligt uppfinningen en làg effektförbrukning.
Företrädesvis inrättas inställningskretsen i den andra spänningsoscillatorn.
I en utföringsform av kvadraturoscillatorn är in- ställningskretsen en variabel resonatorkrets som inne- fattar en variabel kapacitanskrets, vilken innefattar en första och en andra enhet med variabel kapacitans, vilka enheter är anslutna till nämnda styrterminal, varvid lasten varieras genom att man ställer in en kapacitans hos den första enheten med variabel kapacitans respektive den andra enheten med variabel kapacitans; och en induk- tanskrets som är ansluten till och samverkar med kretsen med variabel kapacitans.
Därigenom blir den andra spänningsstyrda oscilla- torns last effektivt anpassad till eller inställd efter den första spänningsstyrda oscillatorns last, och i enlighet därmed minimeras amplitudskillnaden mellan utsignalerna fràn de första och andra spänningsstyrda oscillatorerna effektivt.
Ytterligare ändamàl med och fördelar hos före- liggande uppfinning kommer att diskuteras nedan ned hjälp av exemplifierande utföringsformer. lO 15 20 25 30 (z) (fl v- u» . . .. x - .k , w _: U .v , f v ».. . ~ I f . . V. ' f. ' i. _ w p ' = 1 . _. I ' V » » I »<1 v r w - n - » 1 ,. _ ( __ - v | z v ., ; , : n , 5 Kort beskrivning av ritningarna Exemplifierande utföringsformer av uppfinningen kom- mer att beskrivas nedan under hänvisning till de átföl- jande ritningarna, pá vilka: Fig 1 är ett kretsschema över en första utförings- form av en kvadraturoscillator i enlighet med föreliggan- de uppfinning; Fig 2 är ett kretsschema över första och andra, spänningsstyrda oscillatorer i den kvadraturoscillator som visas i Fig 1; Fig 3A och 3B är grafiska representationer av ström- vàgformer pà olika platser i kretsarna i Fig 2; Fig 4 är ett blockschema över en andra utföringsform av en kvadraturoscillator i enlighet med föreliggande uppfinning; Fig 5 är ett blockschema över en utföringsform av en radiosändtagare, som utnyttjar kvadraturoscillatorn i enlighet med föreliggande uppfinning.
Beskrivning av utföringsformen I Fig l visas ett blockschema över en första utfö- ringsform av en kvadraturoscillator i enlighet med före- liggande uppfinning. Kvadraturoscillatorn innefattar en första spänningsstyrd oscillator VCO, lA och en andra spänningsstyrd oscillator VCO, lB. Den första spännings- styrda oscillatorn 1A innefattar en utgàng I, som repre- senterar I-kanalen och den andra VCO:n 1B innefattar en utgàng Q, som representerar Q-kanalen. Vidare är nämnda första och andra VCO 1A, lB sammankopplade i avsikt att synkronisera dem till att alstra en kvadratursignal. En amplituddetektor 2 är ansluten till utgàngen fràn den första spänningsstyrda oscillatorn 1A och till utgàngen fràn den andra spänningsstyrda oscillatorn lB.
I en föredragen utföringsform innefattar amplitud- 1-.. detektorn 2 en första amplituddetekterande lets 3A, som är ansluten till utgången fràn den första spänningsstyrda oscillatorn lA, och en andra amplituddetekterande krets 10 15 20 25 30 35 « . § . . . 520 382 6 3B, som är ansluten till utgången fràn den andra spän- ningsstyrda oscillatorn lB. Vidare innefattar amplitud- detektorn 2 en första operationsförstärkare 4A och en andra operationsförstärkare 4B. Den första amplitud- detekterande kretsen 3A är ansluten till den första operationsförstärkaren 4A och den andra amplituddetek- terande kretsen 3B är ansluten till den andra operations- förstärkaren 4B.
I enlighet med en föredragen utföringsform är var och en av de första och andra operationsförstärkarna 4A och 4B arrangerade i en spänningsföljarkonfiguration. Den första operationsförstärkaren 4A är försedd med en ingàng 5 för mottagning av en referensspänning. Var och en av de första och andra operationsförstärkarna 4A, 4B är anslu- ten till en inställningskrets, sàsom visas i Fig 2, vilken, i enlighet med en föredragen utföringsform, är ansluten till den andra VCO:n lB. Givetvis kan inställ- ningskretsen vara ansluten till den första VCO:n, eller till bägge VCO:erna. I denna utföringsform är den till den andra VCO:n lB anslutna inställningskretsen variabel, dvs inställningskretsens last är variabel. Företrädesvis är den variabla lasten en krets 19, 21 med variabel kapacitans, se Fig 2, och genom att man varierar kapaci- tansen i kretsen med variabel kapacitans förändras lasten pà den motsvarande kanalen, dvs Q-kanalen.
Under drift levereras en signal som nästan är en kvadratursignal pá I-kanalen och pä Q-kanalen. De ampli- tuddetekterande kretsarna 3A, ÉB mäter I-kanalens respek- tive Q-kanalens amplituder och levererar därefter ampli- tudinformationen till de första och andra operationsför- stärkarna 4A respektive 4B. Därefter utför den första operationsförstärkaren 4A en jämförelse mellan referens- spänningen och den detekterade amplituden, som tillförs fràn den första amplituddetekterande kretsen 3A, i avsikt att förse den första respektive den andra VCO:n 1A re- spektive lB med en förspänningssignal. Samtidigt utför den andra operationsförstärkaren 4B en jämförelse mellan 10 15 20 25 30 (J) (II . . . . ,, 520 382 <1. .M 4 7 de detekterade amplituderna fràn den första amplitudde- tekterande kretsen 3A och den andra amplituddetekterande kretsen 3B, för att, via den variabla resonatorkretsen, förse den andra VCO:n 1B med en skillnads- eller styr- signal. Skillnadssignalen används för inställning av kapacitansen hos den variabla resonatorkretsen i den andra VCO:n lB för att Q-kanalens amplitud skall anpassas till I-kanalens amplitud, och därigenom minimeras fas- skillnaden mellan de tvà kanalerna. Eftersom kretsen i enlighet med Fig 1 är ansluten i en áterkopplad slinga kan Q-kanalens kapacitans ställas in sä att amplitud- skillnader mellan kanalerna minimeras, och därigenom uppnås en fasskillnad om 90° mellan kanalerna.
Eftersom en kvadratursoscillators funktion är känd för en fackman inom teknikomràdet kommer denna inte att förklaras fullständigt här, även om den kommer att disku- teras ytterligare nedan.
En föredragen utföringsform av de första och andra, sammankopplade, spänningsstyrda oscillatorerna 1A, 1B som ingàr kvadraturoscillatorn i Fig 1 kommer nu att beskri- vas under hänvisning till Fig 2. I denna föredragna utföringsform är VCO:n 1B försedd med en variabel resona- torkrets. Givetvis är det möjligt att förse VCO:n 1A med en variabel resonator istället eller att förse var och en av nämnda första och andra VCO:er 1A, 1B med en variabel resonator, vilket är enkelt att implementera för fackman- nen inom omrâdet med utgångspunkt i de häri beskrivna utföringsformerna.
Nämnda första och andra VCO 1A, 1B innefattar var sin resonatorkrets 11 respektive 12 och var sin förstär- karkrets 13 respektive 14, som är anslutna till resona- torkretsarna 11 respektive 12. Varje resonatorkrets 11, 12 är uppbyggd som en differentiell konstruktion, dvs den arbetar i en differentialkrets och innefattar en kapaci- tanskrets och en induktanskrets, som är ansluten till och samverkar med kapacitanskretsen. Kapacitanskretsarna i denna utföringsform innefattar tvà kapacitanselement var, 10 15 20 25 30 (_10 (fl « . - v . u 520 382 -f J.. =.-,» H 8 17 och 19, 21, som är seriekopplade. I denna föredragna utföringsform är kapa- företrädesvis kapacitansdioder, 15, citanselementen 19, 21 i den andra VCO:n 1B variabla, dvs det är möjligt att förändra lasten, eller med andra ord resonansfrekvensen för kretsen, genom att man variera elementens kapacitans. Vidare är en styrterminal Vwnu anordnad i en ingàng mellan kapacitansdioderna 19,2 1 med variabel kapacitans. Detta innebär att den andra VCO:ns 1B kapacitanselement 19, 21 är differentiellt anslutna till styrterminalen Vmmu. Var och en av induktanskretsar- na i denna utföringsform innefattar en enda induktor 23, 24. Den första VCO:ns 1A differentialkonstruktion har tva grenar, eller sidor, 25 respektive 27 vilka nedan kommer att benämnas den första grenen 25 och den andra grenen 27. Likaledes har den differentiella konstruktionen i nämnda andra VCO 1B tvà grenar, eller sidor, 29 respekti- ve 31, vilka nedan kommer att benämnas den första grenen 29 och den andra grenen 31. Varje gren 25, 27 i den första VCO:n 1A innefattar en huvudnod 33 respektive 35.
Huvudnoderna kommer att benämnas den första noden 33 respektive den andra noden 35. Pà samma sätt innefattar grenarna 29, 31 i nämnda andra VCO lB var sin huvudnod 37 vilka kommer att benämnas den första noden I nämnda första VCO 1A respektive 39, 37 respektive den andra noden 39. är kapacitansdiodsparet, dvs seriekopplingen av den första kapacitansdioden 15 och den andra kapacitansdioden 17, anslutet mellan den första noden 33 och den andra noden 35, och induktorn 23 är ansluten mellan noderna 33 och 35. I den andra VCO:n 1B är kapacitansdiodsparet, dvs seriekopplingen av den första kapacitansdioden 19 och den andra kapacitansdioden 21, anslutet mellan den första noden 37 och den andra noden 39, och induktorn 25 är ansluten mellan noderna 37 och 39.
I enlighet med denna utföringsform är en utgàngsanslut- ning I anordnad i den första noden 33 och en invertera ..-...-. utgàngsanslutning I är anordnad i den första VCO:ns andra nod 35; och en utgàngsanslutning Q är anordnad i 10 15 20 25 30 520 382 9 den första noden 37 och en inverterad utgàngsanslutning Ö är anordnad i den andra noden 39 i den andra VCO:n. I nämnda VCO lB matar utgàngsanslutningen Q kvadraturoscil- latorns Q-kanal, och i nämnda VCO 1A matar utgàngsanslut- ningen kvadraturosciallatorns I-kanal, se Fig 1.
Varje förstärkarkrets 13, 15 innefattar ett första transistorpar 41, 42 respektive 43, 44, ett andra tran- 46 respektive 47, 48, och en enkel, sistorpar 45, ett tredje transis- torpar 49, 50 respektive 51, 52, femte transistor 53 respektive 54.
I nämnda första VCO 1A är det första transistorpa- anslutet mellan de första ret, eller huvudtransistorerna, och andra noderna 33, 35 och jord G. Transistorerna 41 och 42 i det första transistorparet är korskopplade i en styre-emitter-koppling. Företrädesvis är de transistorer av NMOS-typ. Transistorerna 45, 46 i det andra transis- torparet är korskopplade i en styre-kollektor-koppling, och deras kollektorer är anslutna till var sin av de 46 är och deras emitt- första och andra noderna 33, 35. Transistorerna 45, företrädesvis transistorer av PMOS-typ, rar är sammankopplade och anslutna till den enkla tran- 50 i det tredje eller kopplingstransistorerna, är an- sistorns 53 kollektor. Transistorerna 49, transistorparet, slutna mellan de första och andra noderna 33, 35 och jord G, och är parallellkopplade med transistorerna i det andra transistorparet 41, 42. Transistorns 50 styre är anslutet till utgàngen Q fràn nämnda andra VCO 1B, och transistorns 49 styre är anslutet till den första VCO:ns 1A inverterade utgången Ö. Konfigurationen av transisto- rerna 43, 44 i de första transistorparet, transistorerna 47, 48 i det andra transistorparet och transistorerna 51, 52 i det tredje transistorparet i nämnda andra VCO 1B är densamma som konfigurationen av den ovan beskrivna, första VCO:n 1A, och kommer därför inte att beskrivas i detalj, Styrena hos ransistorerna 51, 52 i det tredje (T transistorparet, kopplingstransistorerna i nämnda andra 10 15 20 25 30 (JO (fl 520 382 10 VCO lB, är anslutna till utgàngen I respektive den inver- terade utgàngen I.
Kopplingstransistorerna, dvs transistorerna i det tredje transistorparet, arbetar för att synkronisera utgàngskanalerna fràn nämnda första respektive andra VCO 1A, lB för att alstra kvadratursignalen.
Kollektorn hos var och en av de enkla transistorerna 53, 54 är ansluten till en matningsspänning Væioch deras respektive styre är anslutet till en förspänning Vgms.
Företrädesvis är de enkla transistorerna 53, 54 transis- torer av PMOS-typ.
Sásom inses av beskrivningen ovan är det i enlighet med uppfinningen sáväl möjligt som föredraget att imple- mentera oscillatorn 2 som en CMOS-konstruktion.
I drift synkroniserar, såsom har nämnts ovan, tran- sistorerna i varje VCO de tva kanalerna, dvs I-kanalen och Q-kanalen. Vidare fungerar de som fasdetektorer. I Fig 3A, 3B visas kollektorströmmen som en funktion av fasen i kopplingstransistorerna och huvudtransistorerna för I-kanalen (den första VCO:n lA) andra VCO:n lB). När fasen mellan de tvà kanalerna är 90° och Q-kanalen (den leder kopplingstransistorerna lika stor ström frán bade I-kanalen och Q-kanalen, sàsom àskàdliggörs av vàgformen 60 i Fig 3A och vàgformen 70 i Fig 3B. Således är de tvà kanalernas amplituder lika. Om strömmen genom kopplings- transistorerna och huvudtransistorerna i Q-kanalen (den andra VCO:n lB) VCO:n 1A) ström fràn I-kanalen, men kommer att vara i fas med Q- är mer i fas än I-kanalen (den första sà kommer kopplingstransistorerna att leda kanalen såsom àskàdliggörs av vàgformen 62 i Fig 3A och vàgformen 72 i Fig 3B. I detta fall kommer Q-kanalens amplitud att vara högre än I-kanalens amplitud, och följdenligt kommer fasskillnaden mellan kanalerna att vara mindre än 90°. Om kollektorströmmen i kopplingstran- sistorerna och huvudtransistorerna i I-kanalen istället är mer i fas än i Q-kanalen, såsom àskàdliggörs av vàg- formen 65 i Fig 3A och 75 i Fig 3B, sà kommer I-kanalens 10 15 20 25 30 LA) (Il =| m., i 520 382 f. n.. H., ,_ 11 amplitud att vara högre än Q-kanalens amplitud. Detta medför att fasskillnaden mellan kanalerna blir större än 90°.
Sàsom har beskrivits i samband med Fig 1 detekterar de amplituddetekterande kretsarna 3A, 3B amplituderna för I-kanalen respektive Q-kanalen. Därefter matas amplitud- informationen till de första och andra operationsförstär- karna 4A, 4B. Den första operationsförstärkaren 4A utför en jämförelse mellan en referensspänning och I-kanalens amplitud i avsikt att mata förspänningen Vgms till de första och andra VCO:erna 1A, 1B. Den andra operations- förstärkaren 4B utför en jämförelse mellan I-kanalens amplitud och Q-kanalens amplitud för att mata styrsigna- len till styrterminalen Vwnu. Det innebär att styrsigna- len motsvarar amplitudskillnaden mellan kanalerna.
Om styrsignalens amplitud skiljer sig fràn noll sa kommer kapacitansen hos dioderna 19, 21 med variabel kapacitans att ställas in för att förändra lasten. Där- igenom förskjuts fasen hos kollektorströmmen i kopplings- 52 i förhållande till fasen hos kol- Därigenom transistorerna 51, lektorströmmen i huvudtransistorerna 43, 44. ändrar sig i sin tur Q-kanalens amplitud.
Om exempelvis Q-kanalens amplitud är högre än I- kanalens amplitud och följaktligen fasskillnaden mellan I-kanalen och Q-kanalen är mindre än 90°, sà är fasskill- naden mellan kopplingstransistorernas 51, 52 kollektor- 45 kollektorström mindre än 45°. Detta àskàdliggörs av vàgformen 72 i Fig ström och huvudtransistorernas 43, 3B. I denna utföringsform kommer styrsignalen att vara positiv. Styrsignalens tecken beror emellertid pà konfi- gurationen av den andra operationsförstärkarens 4B opera- tionsförstärkare. Vid mottagning av den positiva styr- signalen ställs de variabla kapacitanserna in för att anpassa fasen hos kopplingstransistorernas 51, 52 kollek- t rström, i avsikt att öka fasskillnaden nel an kollek- v.. 1 torströmmarna i kopplingstransistorerna och huvudtransis- torerna. Därigenom sänks Q-kanalens amplitud och följ- 10 15 20 25 30 (_10 UT « u « . u 520 382 12 aktligen fasskillnaden. När en fasskillnad mellan kollek- torströmmarna om 45° har uppnàtts genom efter varandra följande kapacitansinställningar i enlighet med det ovan nämnda, är amplituderna för de tvà kanalerna lika och följaktligen är fasskillnaden mellan de tvà kanalerna 90°.
I Fig 4 visas en andra utföringsform av en kvadra- turoscillator. Kvadraturoscillatorn innefattar en oscil- latorkrets 100, som inbegriper en första utgáng I vilken representerar I-kanalen och en andra utgàng Q vilken representerar Q-kanalen. Oscillatorkretsen 100 har till uppgift att alstra en kvadratursignal, som matas till den första utgángen I och till den andra utgàngen Q. En amplituddetektor 102 är ansluten till de första och andra utgàngarna fràn oscillatorkretsen 100. Amplituddetektorn 102 innefattar en första amplituddetekterande krets 103A, som är ansluten till den första utgången, och en andra amplituddetekterande krets 103B, andra utgàngen. Vidare innefattar amplituddetektorn 102 som är ansluten till den en första operationsförstärkare 104A, som är ansluten till den första amplituddetekterande kretsen 103A, och en andra operationsförstärkare 104B, som är ansluten till den andra amplituddetekterande kretsen l03B. Var och en av de första och andra operationsförstärkarna 104A, 104B är anordnade i en spänningsföljarkonfiguration. Den första operationsförstärkaren 104A är försedd med en ingàng 105 för mottagning av en referensspänning. De första och andra operationsförstärkarna 104A, 104B är sàsom visas i Fig 2, I den andra utföringsformen är oscillatorkretsens 100 inställ- anslutna till en inställningskrets, vilken är ansluten till oscillatorkretsen 100. ningskrets variabel, dvs inställningskretsens last är variabel. Företrädesvis är den variabla lasten en krets 19, 21 med variabel kapacitans, se Fig 2, och genom att _; man varierar kapacitansen hos kretsen med variabel kapa- citans förändras lasten för motsvarande kanal, dvs Q- kanalen. l0 15 20 v ~ ~ « 1 v 520 382 13 Eftersom kvadraturoscillatorn enligt den andra utfö- ringsformen arbetar pà samma sätt som kvadraturoscilla- torn enligt den första utföringsformen, som har beskri- vits i samband med Fig l, kommer den inte att förklaras ytterligare.
En utföringsform av en radiosändtagare som innefat- tar en kvadraturoscillator i enlighet med föreliggande uppfinning visas i Fig 5. Den innefattar en kvadratur- oscillator enligt den första utföringsformen. Sàledes innefattar radiosändtagaren 80 en kvadraturoscillator 82, en faslàst slinga (PLL) 84, ett PLL-slingfilter 86, ett kanalväljarfilter 88, en demodulator 90 och en blandar- krets 92.
Eftersom en radiosändtagares funktion är väl känd för en fackman inom omràdet kommer den inte att förklaras här.
Det inses av fackmannen att manga variationer av de ovan beskrivna utföringsformerna är möjliga inom ramen för uppfinningen. Det ovan beskrivna ska därför inte betraktas som begränsande för uppfinningens skyddsomfàng.

Claims (17)

lO l5 20 25 30 b) UT - | | | 1 v 520 382 14 PATENTKRAV
1. l. Kvadraturoscillator innefattande en första spän- ningsstyrd oscillator varvid varje spänningsstyrd oscil- lator innefattar: en ingàng; en inställningskrets, som har en styrterminal och som är ansluten till åtminstone en av de spänningsstyrda oscillatorerna; en amplituddetektor, som är ansluten till den första oscillatorns utgàng och till den andra oscillatorns utgàng samt till styrterminalen, varvid amplituddetektorn är inrättad att: detektera en första amplitud i en utsignal fràn den första oscillatorn; detektera en andra amplitud i en utsignal fràn den andra oscillatorn; bestämma en amplitudskillnad mellan den första amp- lituden och den andra amplituden; och skicka en amplitudskillnadssignal till inställnings- kretsen, varvid inställningskretsen är inrättad att variera en last hos nämnda àtminstone en av de spännings- styrda oscillatorerna, under utnyttjande av amplitud- skillnadssignalen, i avsikt att minimera amplitudskillna- den.
2. Kvadraturoscillator enligt krav l, varvid in- ställningskretsen är anordnad i den andra spänningsstyrda oscillatorn.
3. Kvadraturoscillator enligt krav 2, varvid in- ställningskretsen är en variabel resonatorkrets som innefattar: en krets med variabel kapacitans, vilken krets inne- fattar första och andra enheter med variabel kapacitans, vilka är anslutna till styrterminalen, varvid lasten varieras genom en inställning av en kapacitans hos nämnda första respektive andra enheter med variabel kapacitans; och 10 15 20 25 30 u) UT . Q . A , , 520 382 15 en induktanskrets, som är ansluten till och samver- kar med nämnda krets med variabel kapacitans.
4. Kvadraturoscillator enligt nagot av kraven l-3, varvid amplituddetektorn innefattar: en första amplituddetekterande krets, som är anslu- ten till den första oscillatorns utgàng för detektering av den första amplituden; och en andra amplituddetekterande krets som är ansluten till den andra oscillatorns utgàng för detektering av den andra amplituden.
5. Kvadraturoscillator enligt nàgot av föregående krav, varvid amplituddetektorn vidare är ansluten till den första spänningsstyrda oscillatorn och vidare inne- fattar: en första operationsförstärkare, som är inrättad att jämföra den första amplituden med referensspänningen, och att mata en förspänningssignal till den första oscilla- torn och till den andra oscillatorn; och en andra operationsförstärkare, som är inrättad att jämföra den första amplituden med den andra amplituden, och att mata en skillnadssignal till den andra oscilla- torns variabla resonator för att ästadkomma nämnda last- variation.
6. Kvadraturoscillator enligt krav 3, varvid nämnda första och andra enheter med variabel kapacitans är differentialkopplade till styrterminalen.
7. Kvadraturoscillator enligt nàgot av föregående krav, varvid nämnda första och andra oscillatorer är implementerade som CMOS-kretsanordningar.
8. Metod för att styra fasen hos en kvadratur- oscillator, som innefattar en första spänningsstyrd oscillator och en andra spänningsstyrd oscillator, inne- fattande stegen att: detektera en första amplitud hos en utsignal fràn den första oscillatorn och en andra amplitud hos en utsignal fràn den andra oscillatorn; 10 15 20 25 30 u) (Il Ä' -vu I , .,, _, av l.,. , Û 8 '-«f-E f ; - i--« -2- E52 3 2 _ ,. l *í- f - ».; f, ' “, yr _ , ,, I u _. i”. ° = g ' ' 9 e v; 16 bestämma en amplitudskillnad mellan den första amp- lituden och den andra amplituden; och synkronisera den första amplituden med den andra amplituden genom att variera en last i àtminstone en av nämnda första och andra spänningsstyrda oscillatorer, under utnyttjande av amplituden, i avsikt att minimera amplitudskillnaden.
9. Radiosändtagare innefattande en kvadraturoscil- lator enligt något av kraven l-5.
10. Kvadraturoscillator innefattande en oscillator- krets som har en första utgàng och en andra utgàng; en inställningskrets, som är ansluten till oscilla- torkretsen och som har en styrterminal; en amplituddetektor, som är ansluten till den första utgàngen och till den andra utgången, samt till styr- terminalen, varvid amplituddetektorn är inrättad att: detektera en första amplitud hos en utsignal fràn den första utgàngen; detektera en andra amplitud hos en utsignal fràn den andra utgàngen; bestämma en amplitudskillnad mellan den första amp- lituden och den andra amplituden; och mata en amplitudskillnadssignal till inställnings- kretsen, varvid inställningskretsen är inrättad att variera en last hos oscillatorkretsen, under utnyttjande av amplitudskillnadssignalen, i avsikt att minimera amplitudskillnaden.
11. ll. Kvadraturoscillator enligt krav 10, varvid in- ställningskretsen är anordnad i oscillatorkretsen.
12. Kvadraturoscillator enligt krav ll, varvid in- ställningskretsen är en variabel resonatorkrets, inne- fattande: en krets med variabel kapacitans, som innefattar en första och en andra enhet med variabel kapacitans, vilka ...__ 'l :vid lasten (T ., ^.,..\..:...._1 ._ Styftcilllilialcïï, <| ill ” h enheter ar anslutna varieras genom en inställning av en kapacitans hos nämnda 10 15 20 25 30 35 = . . | <1 520 382 17 första respektive andra enhet med variabel kapacitans; och en induktanskrets, som är ansluten till och sam- verkar med kretsen med variabel kapacitans.
13. Kvadraturoscillator enligt nagot av kraven 10- 12, varvid amplituddetektorn innefattar: en första amplituddetekterande krets, som är anslu- ten till den första utgàngen för detektering av den första amplituden; en andra amplituddetekterande krets, som är ansluten till den andra utgången för detektering av den andra amplituden.
14. Kvadraturoscillator enligt nàgot av kraven 10- 13, varvid amplituddetektorn vidare är ansluten till oscillatorkretsen och vidare innefattar: en första operationsförstärkare, som är inrättad att jämföra den första amplituden med referensspänningen, och att mata en förspänningssignal till oscillatorkretsen; och en andra operationsförstärkare, som är inrättad att jämföra den första amplituden med den andra amplituden, och att mata en skillnadssignal till den variabla resona- torn för att åstadkomma nämnda lastvariation.
15. Kvadraturoscillator enligt krav 12, varvid de första och andra enheterna med variabel kapacitans är differentialkopplade till styrterminalen.
16. Kvadraturoscillator enligt nàgot av kraven 10- 15, varvid oscillatorkretsen innefattar en första spän- ningsstyrd oscillator och en andra spänningsstyrd oscil- lator, varvid varje spänningsstyrd oscillator innefattar en utgàng.
17. Kvadraturoscillator enligt nàgot av kraven 10- 16, varvid nämnda första och andra oscillatorer är imple- menterade som CMOS-kretsanordningar.
SE0201159A 2002-04-16 2002-04-16 Kvadraturfasstyrslinga SE520382C2 (sv)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0201159A SE520382C2 (sv) 2002-04-16 2002-04-16 Kvadraturfasstyrslinga
PCT/SE2003/000542 WO2003088497A1 (en) 2002-04-16 2003-04-04 Quadrature phase control loop
AU2003214764A AU2003214764A1 (en) 2002-04-16 2003-04-04 Quadrature phase control loop

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0201159A SE520382C2 (sv) 2002-04-16 2002-04-16 Kvadraturfasstyrslinga

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0201159D0 SE0201159D0 (sv) 2002-04-16
SE0201159L SE0201159L (sv) 2003-07-01
SE520382C2 true SE520382C2 (sv) 2003-07-01

Family

ID=20287602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0201159A SE520382C2 (sv) 2002-04-16 2002-04-16 Kvadraturfasstyrslinga

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003214764A1 (sv)
SE (1) SE520382C2 (sv)
WO (1) WO2003088497A1 (sv)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004030040A1 (de) * 2004-06-22 2006-01-19 Infineon Technologies Ag Oszillator-Schaltkreis
US7595700B2 (en) * 2007-09-21 2009-09-29 Samsung Electro-Mechanics LC quadrature oscillator having phase and amplitude mismatch compensator
JP5350737B2 (ja) 2008-10-02 2013-11-27 株式会社ニフコ 移動体用アシスト装置
GB2465558A (en) * 2008-11-18 2010-05-26 Iti Scotland Ltd A dual stage quadrature oscillator circuit comprising an amplitude control circuit which is connected to the output of each stage.
US8018293B2 (en) * 2009-06-17 2011-09-13 Qualcomm Incorporated Configurable wide tuning range oscillator core
CN101820250B (zh) * 2010-04-15 2012-05-30 复旦大学 一种宽带正交双模压控振荡器
US11079415B2 (en) * 2019-07-24 2021-08-03 Infineon Technologies Ag Peak detector calibration

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4584710A (en) * 1984-11-13 1986-04-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Coherent receiver phase and amplitude alignment circuit
US6340883B1 (en) * 1998-09-03 2002-01-22 Sony/Tektronik Corporation Wide band IQ splitting apparatus and calibration method therefor with balanced amplitude and phase between I and Q
US6249179B1 (en) * 1999-09-08 2001-06-19 Atmel Corporation Direct digital synthesis in a QAM demodulator

Also Published As

Publication number Publication date
SE0201159D0 (sv) 2002-04-16
SE0201159L (sv) 2003-07-01
WO2003088497A1 (en) 2003-10-23
AU2003214764A1 (en) 2003-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100283841B1 (ko) 반도체집적회로
KR100767319B1 (ko) 고주파 발진기
US11218152B2 (en) Charge pump circuit and phase-locked loop
WO2013136766A1 (ja) 電圧制御発振器、信号発生装置、及び、電子機器
US7911281B2 (en) PLL circuit and radio communication apparatus
CA2073347C (en) Apparatus and method for generating quadrature signals
CN106603072A (zh) 具有模拟正交校准环路的注入锁定环形振荡器电路
US10658974B2 (en) Quadrature oscillator, FSK modulator, and optical module
US6133802A (en) Synchronous carrier recovery circuit and injection locked oscillator
KR20170052449A (ko) 클록 신호들의 듀티 싸이클을 조정하기 위한 장치 및 방법
US4758801A (en) Dynamic control system with switchable filter-function groups
US7902935B2 (en) Bias circuit and voltage-controlled oscillator
SE520382C2 (sv) Kvadraturfasstyrslinga
JP2005500781A (ja) 差動リング発振器段
US9059837B1 (en) Clock data recovery circuit and clock data recovery method
JP5053413B2 (ja) 同期回路
JP2011130518A (ja) チャージポンプ回路
US9954485B2 (en) Amplitude detection with compensation
CN101409701A (zh) 本振缓冲器及相位失配校正方法
JP2006522539A (ja) トラック・ホールド回路
US9479144B2 (en) Extended range ring oscillator using scalable feedback
US10348285B2 (en) Detector circuit and wireless communication apparatus
US6806741B2 (en) Phase comparator capable of performing stable phase comparison for high frequency band
Fouzar et al. Very short locking time PLL based on controlled gain technique
US20210135676A1 (en) Iq signal source

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed