[发明专利]振荡器和压控振荡器

说明书

本发明涉及振荡器和压控振荡器，特别涉及具有表面声波谐振器的振荡器和压控振荡器。

图12为表示普通Colpitts压控振荡器(VCO)结构的电路图。

在图2中，Coplitts VCO包括振荡电路60、缓冲器电路66以及用于将振荡电路60与缓冲器电路66耦合的耦合电容67。正当电路包括60包括表面声波(SAW)谐振器51、NPN晶体管52、电容53-56、可变电容57和电阻元件58和59。缓冲器电路66包括NPN晶体管61和电阻元件62-65。

振荡电路60的振荡频率取决于SAW谐振器51的谐振频率和振荡电路60的电容。由于可变电容57的电容随振荡电路60上输入电压VI的变化而变化，所以振荡电路60的振荡频率也是变化的。因此，通过调整输入电压VI可以获得包含所需频率的输出信号VO。该振荡电路广泛用作电视调谐器、便携式通信设备等的基准信号发生器。

图13为普通差分LC VCO电路图。在图13中，差分LC VCO包括并联LC电路71、电阻元件74和75、NPN晶体管76和77以及压控电流源78。包含并联的电感器72和电容73的并联LC电路71连接在NPN晶体管76和77的集电极(分别为节点N71和N72)。NPN晶体管76和77的集电极分别经电阻元件74和75连接至电源Vcc的功率线上。NPN晶体管76和77的基极分别与NPN晶体管77和76的集电极连接。NPN晶体管76和77的发射极经压控电流源78与具有地电位GND的接地线相连。

差分LC VCO的振荡频率取决于并联LC电路71的并联谐振频率和每个与并联LC电路71并联的NPN晶体管76和77的内部电容。由于每个NPN晶体管76和77的电容随通过NPN晶体管76和77的电流值而变化，所以可以通过外部控制电压控制压控电流源的电流来调整VCO的振荡频率。该电流被用于电视等的集成电路所采用。

但是图12所示的Colpitts VCO存在如下问题：由于单端结构，振荡产生的噪声可能经电源对其他电路产生不利影响；以及相反，VCO的信号可能由进入电源的高频噪声调制。而且虽然试图通过将除SAW谐振器51以外的电路单元集成来缩小电路尺寸，但是由于许多电容元件53-56和67占据的空间比电阻元件或晶体管大，所以这些元件难以集成。而且当每个元件构造为分立单元时，由于电路需要的元件较多，所以难以缩小电路尺寸。

在图13的差分LC VCO中，虽然必须采用具有高品质因子(Q因子)的线绕可变电感器作为电感器72以获得精确和稳定的振荡，但是由于其尺寸较大，所以难以缩小VCO。而且为了获得所需的频率，必须调整可变电感器的电感值。另外，由于VCO需要可变电感器，而这需要机械操作可变元件来调整电感器，所以可靠性降低。

因此本发明的目标是提供一种振荡器和压控振荡器，它抗噪声能力强，无需调整就具有精确的振荡，高度可靠，所需单元少并且便宜和体积小。

为此，按照本发明的第一方面，提供了一种在预设频率下振荡的振荡器。振荡器包括互相反向并联的第一反相放大器和第二反相放大器、与所述第一反相放大器和第二反相放大器之一并联的声波谐振器以及连接在所述第一反相放大器与第二反相放大器之间以阻止直流信号而允许所述预设频率信号通过的滤波器。

由于直流信号被滤波器阻拦，所以该振荡器的振荡频率主要由表面声波谐振器的并联谐振频率决定。

该振荡器不易受到经电源进入的外部噪声的影响，相反，与Colpitts相比，由于采用了差分电路，所以不容易将噪声转移至其他电路。而且振荡器组成元件的数量较少，所以体积较容易缩小并且有效降低成本。而且由于不使用包含大电容的电容器，所以可以将电路集成进去。通过将包括谐振器在内的整个电路或者除谐振器以外的电路集成进去，可以进一步缩小尺寸和降低成本。组成元件数量的减少改进了振荡器的可靠性。

由于在差分LC振荡器中，电感的Q因子特别小，所以振荡器的Q因子也不可避免地较小，从而使振荡频率的稳定性变差。另一方面，由于振荡器采用了SAW谐振器，所以无需调整即可获得精确和高度稳定的振荡。而且由于不使用需要机械操作的可变单元，所以可靠性提高而寿命延长。