CN209057177U - 一种宽带压控振荡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种宽带压控振荡器，包括：谐振腔、负阻发生器和缓冲放大器；所述谐振腔、所述负阻发生器和所述缓冲放大器依次连接，所述谐振腔与第一电源连接，所述缓冲放大器的输出端与负载连接；当所述宽带压控振荡器向负载输出谐振信号时，所述缓冲放大器用于令所述宽带压控振荡器的输出阻抗与负载的阻抗进行匹配。在本实用新型中，谐振腔用于产生谐振信号，负阻发生器用于抵消谐振电路产生的正阻，谐振信号通过缓冲放大器后才输入负载中，缓冲放大器用于作输出匹配，以减小振荡器的负载牵引，能够降低外界对谐振电路的干扰，从而降低了谐振信号相位噪声。

Description

一种宽带压控振荡器

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，尤其涉及一种宽带压控振荡器。

背景技术

压控振荡器是指电压控制输出频率的振荡电路，即输出频率是输入信号电压的函数，压控振荡器输出的谐振信号用于对其连接的负载进行控制。

然而，现有的压控振荡器大多是直接与负载进行连接的，与负载之间没有隔离，当负载受外界因素影响发生变化时，容易影响压控振荡器产生的谐振信号，使得信号的相位噪声增大。

因此，提供一种能够输出不受外界因素影响的宽带压控振荡器成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型公开了一种宽带压控振荡器，能够降低外界对谐振电路的干扰，从而降低了振荡器的相位噪声。

本实用新型提供了一种宽带压控振荡器，包括：谐振腔、负阻发生器和缓冲放大器；

所述谐振腔、所述负阻发生器和所述缓冲放大器依次连接，所述谐振腔与第一电源连接，所述缓冲放大器的输出端与负载连接；

当所述宽带压控振荡器向负载输出谐振信号时，所述缓冲放大器用于令所述宽带压控振荡器的输出阻抗与负载的阻抗进行匹配。

优选地，所述缓冲放大器包括：输入匹配模块、第一晶体管、扼流模块和输出匹配模块；

所述输入匹配模块的第一端与所述负阻发生器的输出端连接，所述输入匹配模块的第二端与所述第一晶体管的栅极连接，所述扼流模块的第一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述扼流模块的第二端与第二电源连接，所述输出匹配模块的第一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述输出匹配模块的第二端与负载连接，所述第一晶体管的源极接地。

优选地，所述输入匹配模块包括：第一电容和第一电感；

所述第一电容的第一端与所述负阻发生器的输出端连接，所述第一电容的第二端与所述第一晶体管的栅极连接，所述第一电感的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第一电感的第二端与第二电源连接。

优选地，所述扼流模块为第二电感；

所述第二电感的第一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述第二电感的第二端与所述第三电源连接。

优选地，所述输出匹配模块包括：第三电感和第二电容；

所述第三电感的第一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述第一晶体管的源极、所述第三电感的第二端均接地，所述第一晶体管的漏极与负载连接。

优选地，所述负阻发生器包括：第三电容、第四电感、第五电感和第二晶体管；

所述第三电容的第一端与所述谐振腔的输出端连接，所述第三电容的第二端与所述第二晶体管的源极连接，所述第二晶体管的栅极与所述第四电感的第一端连接，所述第四电感的第二端与第四电源连接，所述第二晶体管的漏极与所述第五电感的第一端连接，所述第五电感的第二端与第五电源连接；

其中，所述第二晶体管的漏极为所述负阻发生器的输出端。

优选地，所述谐振腔包括：第六电感、第七电感、第一二极管、第二二极管和第四电容；

所述第六电感的第一端与所述第一电源连接，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极连接，所述第六电感的第二端接于所述第一二极管和所述第二二极管的负极之间，所述第四电容的第一端、所述第七电感的第一端均与所述第二二极管的正极连接，所述第一二极管的正极、所述第四电容的第二端和所述第七电感的第二端均接地；

其中，所述第二二极管的正极为所述谐振腔的输出端。

优选地，所述第一二极管和所述第二二极管均为变容二极管。

优选地，所述第一晶体管和所述第二晶体管均为赝配高电子迁移率管。

优选地，所述第一电源、所述第二电源、所述第三电源、所述第四电源和所述第五电源均为直流电压源。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型提供了一种宽带压控振荡器，包括：谐振腔、负阻发生器和缓冲放大器；所述谐振腔、所述负阻发生器和所述缓冲放大器依次连接，所述谐振腔与第一电源连接，所述缓冲放大器的输出端与负载连接；当所述宽带压控振荡器向负载输出谐振信号时，所述缓冲放大器用于令所述宽带压控振荡器的输出阻抗与负载的阻抗进行匹配。在本实用新型中，谐振腔用于产生谐振信号，负阻发生器用于抵消谐振电路产生的正阻，谐振信号通过缓冲放大器后才输入负载中，缓冲放大器用于作输出匹配，以减小振荡器的负载牵引，能够降低外界对谐振电路的干扰，从而降低了谐振信号相位噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的一种宽带压控振荡器的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种宽带压控振荡器，能够降低外界对谐振电路的干扰，从而降低了振荡器的相位噪声。

请参阅图1，本实用新型实施例中提供的一种宽带压控振荡器的一个实施例包括：谐振腔、负阻发生器和缓冲放大器；

谐振腔、负阻发生器和缓冲放大器依次连接，谐振腔的输入端与第一电源V1连接，缓冲放大器的输出端与负载连接；

当宽带压控振荡器向负载输出谐振信号时，缓冲放大器用于令宽带压控振荡器的输出阻抗与负载的阻抗进行匹配。

在本实施例中，谐振腔用于产生压控振荡器的谐振信号，采用LC谐振结构，其中电容采用变容二极管作为压控元件，控制电路的调谐范围。负阻发生器用于产生负阻，以抵消所述谐振电路产生的正阻，通过调节负阻电路中晶体管的尺寸以及无源电容电感元件的值，可以设计出不同的负阻电路；缓冲放大器用作输出匹配，以减小振荡器的负载牵引，同时放大输出信号，保证振荡器有足够的功率输出。

可选的，缓冲放大器包括：输入匹配模块、第一晶体管Q1、扼流模块和输出匹配模块；

输入匹配模块的第一端与负阻发生器的输出端连接，输入匹配模块的第二端与第一晶体管Q1的栅极连接，扼流模块的第一端与第一晶体管Q1的漏极连接，扼流模块的第二端与第二电源V2连接，输出匹配模块的第一端与第一晶体管Q1的漏极连接，输出匹配模块的第二端与负载连接，第一晶体管Q1的源极接地。

以下对缓冲放大器中各个模块的结构进行具体介绍：

(1)输入匹配模块包括：第一电容C1和第一电感L1；

第一电容C1的第一端与负阻发生器的输出端连接，第一电容C1的第二端与第一晶体管Q1的栅极连接，第一电感L1的第一端与第一电容C1的第二端连接，第一电感L1的第二端与第二电源V2连接。

输入匹配模块实际上由一偏置电路和电容构成，其让负阻电路的输出阻抗与第一晶体管Q1的输入阻抗相匹配。

(2)扼流模块为第二电感L2；

第二电感L2的第一端与第一晶体管Q1的漏极连接，第二电感L2的第二端与第三电源V3连接。

扼流模块起到扼流的作用，防止谐振信号进入供电电源。

(3)输出匹配模块包括：第三电感L3和第二电容C2；

第三电感L3的第一端与第一晶体管Q1的漏极连接，第一晶体管Q1的源极、第三电感L3的第二端均接地，第一晶体管Q1的漏极与负载连接。

输出匹配模块使得整个压控振荡器的输出阻抗与负载的阻抗相匹配，因此，负载在受外界因素影响导致阻抗变化时，可以因实际需求调整输出匹配模块，使得负载的阻抗与压控振荡器的输出阻抗能够实现匹配，减小外界因素对谐振电路的干扰，从而降低了谐振信号相位噪声。

可选的，负阻发生器包括：第三电容C3、第四电感L4、第五电感L5和第二晶体管Q2；

第三电容C3的第一端与谐振腔的输出端连接，第三电容C3的第二端与第二晶体管Q2的源极连接，第二晶体管Q2的栅极与第四电感L4的第一端连接，第四电感L4的第二端与第四电源V4连接，第二晶体管Q2的漏极与第五电感L5的第一端连接，第五电感L5的第二端与第五电源V5连接；

其中，第二晶体管Q2的漏极为负阻发生器的输出端。第四电感L4起到偏置以及正反馈的作用，第五电感L5起到扼流的作用，防止信号进入供电电源。

可选的，谐振腔包括：第六电感L6、第七电感L7、第一二极管D1、第二二极管D2和第四电容C4；

第六电感L6的第一端与第一电源V1连接，第一二极管D1的负极和第二二极D2管的负极连接，第六电感L6的第二端接于第一二极管D1和第二二极管D2的负极之间，第四电容C4的第一端、第七电感L7的第一端均与第二二极管D2的正极连接，第一二极管D1的正极、第四电容C4的第二端和第七电感L7的第二端均接地；

其中，第二二极管D2的正极为谐振腔的输出端。

可选的，第一二极管D1和第二二极管D2均为变容二极管，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2均为赝配高电子迁移率管，第一电源V1、第二电源V2、第三电源V3、第四电源V4和第五电源V5均为直流电压源，且更进一步的，第一电源V1为大小可调的直流电压源，其余电源可以为大小固定的直流电压源。

本实用新型实施例提供的压控振荡器中，谐振腔用于产生压控振荡器的谐振信号，谐振电路中的电容采用反偏的二极管代替，通过电容的可调实现振荡频率的可调。负阻发生器用于产生负阻，以抵消所述谐振电路产生的正阻。缓冲放大器用作将振荡信号进行缓冲后输出，以减少外界信号的干扰。本实用新型提供的压控振荡器产生的谐振信号，经缓冲放大器之后输出，此处缓冲放大器一方面起到输出匹配的作用，以减小振荡器的负载牵引，降低外界对谐振电路的干扰，从而降低了相位噪声，另一方面放大输出信号，保证振荡器有足够的功率输出。

以上对本实用新型所提供的一种宽带压控振荡器进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种宽带压控振荡器，其特征在于，包括：谐振腔、负阻发生器和缓冲放大器；

所述谐振腔、所述负阻发生器和所述缓冲放大器依次连接，所述谐振腔与第一电源连接，所述缓冲放大器的输出端与负载连接；

当所述宽带压控振荡器向负载输出谐振信号时，所述缓冲放大器用于令所述宽带压控振荡器的输出阻抗与负载的阻抗进行匹配。

2.根据权利要求1所述的宽带压控振荡器，其特征在于，所述缓冲放大器包括：输入匹配模块、第一晶体管、扼流模块和输出匹配模块；

所述输入匹配模块的第一端与所述负阻发生器的输出端连接，所述输入匹配模块的第二端与所述第一晶体管的栅极连接，所述扼流模块的第一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述扼流模块的第二端与第二电源连接，所述输出匹配模块的第一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述输出匹配模块的第二端与负载连接，所述第一晶体管的源极接地。

3.根据权利要求2所述的宽带压控振荡器，其特征在于，所述输入匹配模块包括：第一电容和第一电感；

所述第一电容的第一端与所述负阻发生器的输出端连接，所述第一电容的第二端与所述第一晶体管的栅极连接，所述第一电感的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第一电感的第二端与第二电源连接。

4.根据权利要求3所述的宽带压控振荡器，其特征在于，所述扼流模块为第二电感；

所述第二电感的第一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述第二电感的第二端与第三电源连接。

5.根据权利要求4所述的宽带压控振荡器，其特征在于，所述输出匹配模块包括：第三电感和第二电容；

所述第三电感的第一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述第一晶体管的源极、所述第三电感的第二端均接地，所述第一晶体管的漏极与负载连接。

6.根据权利要求5所述的宽带压控振荡器，其特征在于，所述负阻发生器包括：第三电容、第四电感、第五电感和第二晶体管；

所述第三电容的第一端与所述谐振腔的输出端连接，所述第三电容的第二端与所述第二晶体管的源极连接，所述第二晶体管的栅极与所述第四电感的第一端连接，所述第四电感的第二端与第四电源连接，所述第二晶体管的漏极与所述第五电感的第一端连接，所述第五电感的第二端与第五电源连接；

其中，所述第二晶体管的漏极为所述负阻发生器的输出端。

7.根据权利要求6所述的宽带压控振荡器，其特征在于，所述谐振腔包括：第六电感、第七电感、第一二极管、第二二极管和第四电容；

所述第六电感的第一端与所述第一电源连接，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极连接，所述第六电感的第二端接于所述第一二极管和所述第二二极管的负极之间，所述第四电容的第一端、所述第七电感的第一端均与所述第二二极管的正极连接，所述第一二极管的正极、所述第四电容的第二端和所述第七电感的第二端均接地；

其中，所述第二二极管的正极为所述谐振腔的输出端。

8.根据权利要求7所述的宽带压控振荡器，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管均为变容二极管。

9.根据权利要求6所述的宽带压控振荡器，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管均为赝配高电子迁移率管。

10.根据权利要求6所述的宽带压控振荡器，其特征在于，所述第一电源、所述第二电源、所述第三电源、所述第四电源和所述第五电源均为直流电压源。