[发明专利]压控振荡器基于同步补偿的增益线性化方法

说明书

技术领域

本发明涉及压控振荡器中的变容管，具体地说是一种压控振荡器(VCO)基于同步补偿的增益线性化方法。

背景技术

压控振荡器中的变容管通常有3种，反偏PN结型、反型MOS电容(IMOS)和累积型MOS电容(AMOS)，PN结型变容管有较好的线形和较高的Q值而被广泛使用，本论文研究的对象也是PN结型变容管。

在压控振荡器的增益调节过程中，增益显著波动是宽频带VCO的另一问题，原因在于变容管引起总电容的相对变化量在各频段不同，所带来的影响是：1、有可能导致锁相环回路的不稳定；2、导致VCO的相位噪声在各频段明显变化。因此，有必要采取相应措施来改善这一问题。

发明内容

本发明的目的在于设计一种压控振荡器(电压控制振荡器VCO)基于同步补偿的增益线性化方法，以解决VCO频率调节时的增益变化问题，提高锁相环系统的稳定性。

按照本发明提供的技术方案，两个变容二极管的负极相互连接于节点N3，在每个变容二极管的正极N7、N8与负极N3之间并联连接若干个沟道电容C_tune，在每个沟道电容C_tune上串接电子开关B；每个变容二极管的正极N7、N8分别通过一个电阻R连接到零电位；每个变容二极管的正极N7、N8还分别通过电容C_ac连接到节点N1、N2，在节点N1、N2间并接电感L和负电阻-R_eq；

在节点N1、N2间还并接若干组开关电容，每组开关电容包含两个串接的开关电容C_switch和一个电子开关A；

在节点N1、N2间还并接了两个相互串接的杂散电容C_stray；

工作时，由逻辑控制电路产生开关信号A和B，分别去控制上述电子开关A与电子开关B。

本发明的优点是：1、利用本发明后，可避免锁相环回路的不稳定性，使电路更加可靠；2、避免VCO的相位噪声在各频段出现明显的变化。

附图说明

图1是增益变化示意图，其中的(a)是理想调频曲线，(b)是实际调频曲线。

图2是谐振网络电容分布图。

图3是PN结变容管结构。

图4是基于同步补偿的增益线性化方案示意图。

具体实施方式

如图4所示：两个变容二极管的负极相互连接于节点N3，在每个变容二极管的正极N7、N8与负极N3之间并联连接若干个沟道电容C_tune，在每个沟道电容C_tune上串接电子开关B；每个变容二极管的正极N7、N8分别通过一个电阻R连接到零电位；每个变容二极管的正极N7、N8还分别通过电容C_ac连接到节点N1、N2，在节点N1、N2间并接电感L和负电阻-R_eq；

在节点N1、N2间还并接若干组开关电容，每组开关电容包含两个串接的开关电容C_switch和一个电子开关A；

在节点N1、N2间还并接了两个相互串接的杂散电容C_stray；

工作时，由逻辑控制电路产生开关信号A和B，分别去控制上述电子开关A与电子开关B。

如图1(a)所示，增益线性化的结果要求各条调频曲线的斜率比较接近，即当VCO的控制电压在同一范围内变化时，VCO频率变化的大小基本一致。理想情况下，当控制电压V_cont从V1到V2变化时，各条调频曲线的频率均变化了Δf。要实现调频曲线从非理想情况向理想情况的转变，必须改变其中一些调频曲线的调频范围，使各条调频曲线的Δf趋于一致。图1(b)中示意了这一思路。为了使结果具有代表性，图中仅给出了三条调频曲线，分别对应于低频段，中频段和高频段。图1(b)中实线对应的三条曲线斜率明显不同，将高频段和低频段的曲线调整到虚线对应的位置，则三条曲线具有一致的斜率，从而达到了增益的线性化。

为实现上述的增益线性化，要对VCO的电路做相应的修改。本论文提出的方法是使用基于同步补偿的增益线性化方法。