CN215222140U - 一种振荡器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振荡器结构，包括放大器、反馈网络与LC选频网络，所述LC选频网络包括依次串联组成回路的电容C1、C2和分段电感组L；电容C1、C2的三个端点分别与放大器的晶体管三个电极连接；所述分段电感组L包括N个依次串联的分段电感L_D1、L_D2……L_DN，相邻两段的分段电感之间的共接点还分别通过电容C_D1、C_D2……C_D(N‑1)接地，所述分段电感组L与电容C1之间还串联有电容C3。所述分段电感组L上还并联有变容二极管，变容二极管的电容C_V由输入电压控制大小。本实用新型所提出的振荡器结构，将可变电感接入谐振回路，提高振荡器的波段覆盖系数的同时，亦可稳定振荡器的输出频率，改善相噪。

Description

一种振荡器结构

技术领域

本实用新型涉及振荡器领域，特别涉及一种振荡器结构。

背景技术

振荡器是将直流电能转换为具有一定频率的交流电能的一种能量转换装置，实际应用中希望振荡器频率可调，即输出频率是一个控制输入的函数。压控振荡器VCO采用输入电压控制变容二极管的电容大小，从而改变输出频率。

低电源条件下，由于变容二极管输入控制电压非常有限，从而电容变化范围非常有限，导致输出频率变化范围有限。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种新型的振荡器结构，将可变电感接入谐振回路，提高振荡器的波段覆盖系数的同时，亦可稳定振荡器的输出频率，改善相噪。

本实用新型的技术方案是：

一种振荡器结构，包括放大器、反馈网络与LC选频网络，所述LC选频网络包括依次串联组成回路的电容C1、C2和分段电感组L；电容C1、C2的三个端点分别与放大器的晶体管三个电极连接；

所述分段电感组L包括N个依次串联的分段电感L_D1、L_D2……L_DN，相邻两段的分段电感之间的共接点还分别通过电容C_D1、C_D2……C_D(N-1)接地。

优选的，所述分段电感组L与电容C1之间还串联有电容C3。

优选的，所述分段电感组L上还并联有变容二极管，变容二极管的电容C_V由输入电压控制大小。

优选的，所述分段可变电感组的各分段电感L_D1、L_D2……L_DN的大小相同。

优选的，所述分段可变电感组的各分段电感L_D1、L_D2……L_DN的大小不完全相同。

优选的，所述电容C1、C2、和C3的容值C1、C2>>C3。

替代的方案，所述分段可变电感组的各分段电感L_D1、L_D2……L_DN替换为具有感抗属性的电子元器件；各电容C_D1、C_D2……C_D(N-1)替换为具有容抗属性的电子元器件。

本实用新型的优点是：

本实用新型所提出的振荡器结构，将可变电感接入谐振回路，提高振荡器的波段覆盖系数的同时，亦可稳定振荡器的输出频率，改善相噪。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为现有的西勒振荡电路的等效结构图；

图2为本实用新型实施例1的振荡器等效结构图；

图3为本实用新型实施例2的振荡器等效结构图；

图4为本实用新型实施例3的振荡器等效结构图。

具体实施方式

如图1所示，为现有的西勒振荡器的等效结构图。西勒振荡器包括放大器、反馈网络与LC选频网络。图1的等效结构图中晶体管Q代表放大器，所述LC选频网络包括依次串联组成回路的电容C1、C2和分段电感组L；电容C1、C2的三个端点分别与放大器的晶体管三个电极连接。所述电感L与电容C1之间还串联有电容C3，所述电感L上还并联有变容二极管，变容二极管的电容C_V由输入电压控制大小。

图1中，由于C1，C2>>C3，因此振荡回路的等效电容为C3+Cv,则图1的振荡频率f₀可表示为:

通过调节变容二极管反偏电压可调节电容大小，从而波段覆盖系数(f_max/f_min)可表示为:

其中C_Vmax、C_Vmin分别为变容二极管的最大、最小电容值，f_max、f_min分别为振荡器频率最高值与最低值。受低电压源电压限制，变容二极管的可调范围非常有限。

实施例1

基于现有技术缺陷，本实施例提出如图2所示的分段可变电感接入方式，以改善调节范围，提高频率覆盖率。将原图1中AB段的电感修正为如图2所示的四段依次串联的分段电感L_D1、L_D2、L_D2、L_D4，相邻两段的分段电感之间的共接点还分别通过电容C_D1、C_D2、C_D3接地，假设已知：

L_D1＝L_D2＝L_D3＝L_D4＝L/4；

易判断，当振荡器处于低频时，三个接地电容视为开路，因此AB段等效电感L_AB→L；当振荡器处于高频时，三个接地电容可视为短路到地，因此AB段等效电感L_AB→L/4。可以推断，此时图2的波段覆盖系数满足：

其中L_ABmax、L_ABmin分别为AB段等效电感的最大值与最小值。

在此实施例中，波段覆盖系数可拓宽2倍。在变容二极管可调节范围受限时,相同的C_V、L情况下可以提高f_max。

另一方面，在某些应用场合中，所需输出频率范围无需拓宽时，在确保振荡器能起振的条件下，图2中可以适当减小电容C3值。而由于C3与晶体管接入系数直接相关，即BE结接入系数

CE结接入系数

因此，C3越小，接入系数越小，晶体管的寄生电容C_be、C_ce对LC选频网络的影响越小，从而振荡器的稳定性越高，从而改善相噪。

本实施例中的四段电感L_D1、L_D2、L_D2、L_D4不仅仅可为均分结构，亦可为非均匀的多段结构，即L_D1、L_D2、L_D2、L_D4可以为不完全相同的取值。接地电容也与此类似。

本实施例中仅以四段电感L_D1、L_D2、L_D2、L_D4举例，实际需要的分段数量可以增减。

本实施例中接入的分段电感和接地电容，不仅仅局限于以电感和电容形式出现的电路程式，还可以分别采用具有感抗属性和容抗属性的电子元器件，例如传输线，等效为相应的电感和电容。

实施例2

实施例1中接入分段可变电感是针对现有西勒振荡器的改善。而对于其他类型的振荡器，接入同样的分段可变电感，也能取得类似效果。

如图3所示，为基本电容三点式振荡器接入与实施例1相同的四段电感L_D1、L_D2、L_D2、L_D4，以及通过三个电容C_D1、C_D2、C_D3接地。

实施例3

如图4所示，为克拉波振荡器接入与实施例1相同的四段电感L_D1、L_D2、L_D2、L_D4，以及通过三个电容C_D1、C_D2、C_D3接地。

实施例2和3经理论研究与实验，验证也能取得与实施例1的类似效果，提高振荡器的波段覆盖系数，稳定振荡器的输出频率，改善相噪。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种振荡器结构，包括放大器、反馈网络与LC选频网络，其特征在于，所述LC选频网络包括依次串联组成回路的电容C1、C2和分段电感组L；电容C1、C2的三个端点分别与放大器的晶体管三个电极连接；

所述分段电感组L包括N个依次串联的分段电感L_D1、L_D2……L_DN，相邻两段的分段电感之间的共接点还分别通过电容C_D1、C_D2……C_D(N-1)接地。

2.根据权利要求1所述的振荡器结构，其特征在于，所述分段电感组L与电容C1之间还串联有电容C3。

3.根据权利要求2所述的振荡器结构，其特征在于，所述分段电感组L上还并联有变容二极管，变容二极管的电容C_V由输入电压控制大小。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的振荡器结构，其特征在于，所述分段可变电感组的各分段电感L_D1、L_D2……L_DN的大小相同。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的振荡器结构，其特征在于，所述分段可变电感组的各分段电感L_D1、L_D2……L_DN的大小不完全相同。

6.根据权利要求3所述的振荡器结构，其特征在于，所述电容C1、C2、和C3的容值C1、C2>>C3。

7.根据权利要求1所述的振荡器结构，其特征在于，所述分段可变电感组的各分段电感L_D1、L_D2……L_DN替换为具有感抗属性的电子元器件；各电容C_D1、C_D2……C_D(N-1)替换为具有容抗属性的电子元器件。

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