[发明专利]一种压控振荡器

说明书

一、技术领域

本发明涉及谐振电路的调谐，具体属于只改变电容的单谐振电路的一种压控振荡器。

二、背景技术

压控振荡器是现代无线通信系统中常用的部件，其作用是将直流功率转换为射频功率。在无线通信系统中，系统的稳定度、频谱利用率、接收机的灵敏度等都和本地振荡器有密切的关系，其性能对系统有重要的影响。因此研究振荡器的频谱结构和噪声形成机制，进而抑制振荡器输出的高次谐波并且降低振荡器中的相位噪声成为目前振荡器设计中有待解决的主要问题。

通常，衡量一个压控振荡器的技术指标是其输出的相位噪声和谐波抑制度。压控振荡器典型的相位噪声为-120dBc@600kHz，谐波抑制度为20dB。

相位噪声是压控振荡器非常重要的指标之一，其来源主要有：1/f噪声、热噪声、无源元件的热噪声以及外界的噪声干扰等。目前，抑制压控振荡器中相位噪声的主要方法有采用低相位噪声特性的三极管和采用电特性好的介质板作为电路基板，但这种方法会增加制作压控振荡器的成本。

压控振荡器中的高次谐波主要是由晶体管的非线性特性引起的。目前抑制压控振荡器中高次谐波的主要方法有选择线性度较好的三极管，给压控振荡器加入外围逻辑电路来抑制高次谐波的输出，但这种方法会增加电路的体积和复杂度，所使用的外围逻辑电路所包含的寄生参量又会影响压控振荡器的相位噪声性能，进而在某种程度上使压控振荡器的性能恶化。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种低相位噪声、高谐波抑制度的压控振荡器。

本发明提供的一种压控振荡器包括含有一个压控二极管的谐振回路、射频三极管和终端网络构成的共基极压控振荡电路，在共基极压控振荡电路中射频三极管的射极与谐振回路间连接的一个T型带通滤波器，在共基极压控振荡电路中射频三极管的集电极与终端网络间连接的一个π型带通滤波器。

与现有技术相比，本发明从压控振荡器自身电路入手，采用成本较低，构造较为简单的T型和π型滤波器，有效改善了压控振荡器的相位噪声性能和谐波抑制度。

首先，本发明通过在压控振荡器的谐振回路与射频三极管的射极间连接中心频率为压控振荡器输出基波频率的T型带通滤波器，改善压控振荡器谐振回路与射频三极管间的反馈，使更少的相位噪声进入由振荡器谐振回路与射频三极管构成的环路，从而避免了过多的相位噪声被循环放大，改善了压控振荡器的输出相位噪声性能；

其次，本发明通过在压控振荡器的射频三极管集电极和终端网络间加入中心频率为压控振荡器输出基波频率的π型带通滤波器，保留压控振荡器输出的基波功率，滤除压控振荡器高次谐波的输出，从而改善了压控振荡器的谐波抑制度。

四、附图说明

图1为本发明压控振荡器的电原理图。

图2为T型带通滤波器的电原理图。

图3为T型带通滤波器的S₁₂参数。

图4为压控振荡器中射频三极管的射极与谐振回路间连接和未连接T型带通滤波器时压控振荡器输出相位噪声性能比较，其中图(a)为未连接T型带通滤波器时压控振荡器的相位噪声性能，图(b)为连接T型带通滤波器后压控振荡器的相位噪声性能。

图5为π型带通滤波器的电原理图。

图6为π型带通滤波器的S₁₂参数。

图7为压控振荡器中射频三极管集电极与输出网络间连接和未连接π型带通滤波器时压控振荡器基波及谐波输出比较，其中图(a)为未连接π型带通滤波器时压控振荡器基波及谐波输出，图(b)为连接π型带通滤波器后压控振荡器基波及谐波输出。

五、具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的压控振荡器，包括含有一个压控二极管的谐振回路、射频三极管和终端网络构成的共基极压控振荡电路，在共基极压控振荡电路中射频三极管的射极与谐振回路间连接的一个T型带通滤波器，在共基极压控振荡电路中射频三极管的集电极与终端网络间连接的一个π型带通滤波器。其中，射频三极管使用的是Angilent公司的AT41411，压控二极管使用的是Motorola公司的MV209型。压控振荡器的调谐电压范围为0V-30V，输出信号频率范围为1.818GHz-1.823GHz，当调谐电压为7V时，输出信号的频率为1.82GHz。

压控振荡器相位噪声性能对比实验：