使用了集中元件lc諧振電路的振蕩器的製作方法
2023-08-10 09:19:11
專利名稱：使用了集中元件lc諧振電路的振蕩器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一包含有一諧振器的振蕩器，諧振器中含有至少一個電容和至少一個電感。該諧振器被設計為在其輸出處提供第一頻率的第一信號；並且有一頻率乘法器或頻率除法器，其上帶有的輸入與諧振器的輸出直接或間接地相連。該頻率乘法器或頻率除法器分別被設計為在它們的輸出處提供第二頻率的第二信號，第二頻率分別是n倍或1/n(n≥2或n是整數)倍的第一頻率。本發明進一步涉及一發射機，它配備有這樣一種振蕩器並且可使用這樣一種發射機於各種應用中。
當振蕩器使用時，在振蕩器的輸出信號(第二信號)和諧振電路之間的電磁反饋可以引起振蕩器的輸出信號頻率對設定頻率的相當大的偏離，這是非常不希望要的。這種反饋能通過例如供給的電壓產生，作為所選部件配置的結果，通過放大器的電路或者，如果該振蕩器構成了發射機或接收機的部分，則來自天線發射的電磁輻射。
在此之前的工作中為減少振蕩器中的電磁反饋而採取的措施之一是使用諧振電路的頻率倍乘器下遊。倍頻信號到諧振電路的反饋導致該信號被諧振電路過濾出來，在這樣的理想情形下，不產生由電磁反饋引起的頻率偏離。但實際上振蕩器中產生的頻率混合乘積確實引起了頻率偏離，這是振蕩器電路中非線性的結果，振蕩器電路導致了信號的頻率乘積產生。
當使用頻率乘法器或頻率除法器時，振蕩器的輸出信號中由於電磁反饋而產生了頻率偏離，進一步壓縮這種偏離正是本發明的目標。
為此，按本發明給出的振蕩器其特徵在於一調諧電路，它是諧振器的一部分，對第二頻率構成了短路或開路。由於這一措施，不受振蕩器部件的非線性的影響，極大地壓縮由電磁反饋導致的振蕩器頻率偏離成為可能。
在一優選的實施裝置中，諧振器包含有至少一個電容和至少一個電感的串聯連接，該串聯連接將與一電感並聯，這就對第二頻率構成短路。
在另一個優選的實施裝置中，諧振器包含有至少一個電容和至少一個電感的並聯聯接，該串聯連接將與一電容串聯，這就對第二頻率構成開路連接。
本發明參照伴隨的附圖詳細闡述如下，其中
圖1給出一概略的振蕩器的電網路模型以說明電磁反饋的產生。
圖2給出按本發明所述的振蕩器的概略電網路模型，特地以方塊圖形式給出。
圖3給出了按圖2電路的雙網路模型以及圖4給出了按本發明所述的發射機的概略電網路模型，特地以方塊圖形式給出。
在不同的圖中，相同的參考數字關係到相同的部件或具有相同功能的部件。
圖1給出一諧振器，它是作為電容2、電感4和電阻6並聯連接的模型，諧振器具有基本由電容器2的電容與電感器4的電感所確定的諧振頻率，電流源8代表了一有源元件，諧振器2、4、6一起與有源元件8構成振蕩器。一個(假想的)電壓控制電流源10和一(假想的)延遲元件12的組合代表了振蕩器中的電磁反饋，反饋信號在該過程中產生。10與12的組合實際上其行為如同一可變的復阻抗，具有電容、電阻或電感特徵或其組合，取決於延遲元件12的額定值。因此，諧振器的諧振頻率將作為反饋信號的相位函數而偏離。
圖2給出了一修改後的諧振器，它包含電容2和電感4a的串聯連接，該串聯連接又與電感4b及電阻6並聯。如圖1所示，電磁反饋在振蕩器中產生，該反饋由電壓控制電流源10和延遲元件12所表示。此外，振蕩器包含頻率乘法器14，它將第一頻率信號轉換成第二頻率信號，第二頻率信號為第一信號的n倍(n≥2和n為整數)。這一頻率乘法器的例子是頻率信增器。使用頻率乘法器在理論上說將使反饋信號不包含頻率等於諧振器2，2a，4b，6的基本頻率的諧波信號，然而實際電路部件的非線性，例如有源部分8，確實要在諧振器中產生這樣一種混合乘積，作為它的結果，不希望的頻率偏離在振蕩器2，4a，4b，6，8中產生了。在按圖2的電路中，按本發明，藉助於添加了一附加電抗元件4a的諧振器，該電抗元件4a所具有的額定值使電容2與電感4a的串聯對由頻率乘法器14所提供的頻率信號來說構成短路，使這一頻率偏離的問題大大地克服了。
圖3給出了按圖2網路模型的雙網路模型。這裡，電容2a與電感4的並聯連接是與電容2b及電阻6串聯。電壓源16代替了電流源8。最後，該網路模型包含有電流控制電壓源18和電壓控制電壓源20。電容2a與電感4的並聯對由頻率乘法器14提供的頻率信號構成開路。
圖4給出一電壓或電流控制的諧振器，包含有電感22a，電壓或電流控制電容器24，以及電感22b的串聯連接。該串聯連接又與電感22c並聯。諧振器作為其一部分的振蕩器包含有一有源部分，它具有放大單元26，電容器28和電流元30。振蕩器22a，22b，22c，24，26，28，30提供了第一頻率的信號，它被送至緩衝器32，緩衝器32的輸出信號送至頻率乘法器34，它輸出第二頻率信號，第二頻率信號為第一頻率信號的二倍。頻率乘法器34的輸出信號一方面經過放大器36送至天線38，另一方面，經過頻率除法器後用於得出一信號，它的相位在相位比較器單元42中與參考頻率信號fref比較，比較的結果送至環形濾波器44，由它提供輸出信號去調整電容器24的電容，從而調整了諧振器22a，22b，22c，24的諧振頻率。不希望的電磁反饋，例如說由天線38導致的，實際上在諧振器中不產生不想要的頻率偏離，如果電感22a和22b以及電容24的串聯對諧振器的二倍諧振頻率構成短路的話。
按圖4的電路能用於各種類型的發射機，例如那些構成GSM通信系統的一部分如GSM電話機，或那些構成DECT通信系統的一部分如DECT電話機，或那些構成藍牙通信系統的一部分如藍牙電話機、PC、印表機、掃描器、傳真機或其他。
當前述的諧振器是由特殊電路裝置即一個或多個電容或電感元件所表示時，也能採用代換的，其中能產生諧振的電路裝置。電容與電感元件可以是可調整的，例如，使用一施加合適的電壓，或者分別地有一固定電容或電感。
代替頻率乘法器用頻率除法器也是可行的，頻率除法器將第一頻率的信號轉換成第二頻率的信號，第二頻率為1/n倍(n≥2和n為整數)的第一頻率，相應的諧振器部件的電容與電感在那種情形下會在細節上作必要的修正。
權利要求
1.振蕩器，包含有諧振器，它包括至少一個電容器和至少一個電感器，該諧振器被設計成在諧振器的輸出處提供第一頻率的第一信號；以及頻率乘法器，它具有一輸入，其被連接到諧振器的輸出上，該頻率乘法器被設計成在頻率乘法器的輸出處提供第二頻率的第二信號，第二頻率為n倍(n≥2和n為整數)的第一頻率，其特徵在於一調諧電路，它是諧振器的一部分，並且它對第二頻率構成短路和開路連接。
2.振蕩器，包含有諧振器，它包括至少一個電容器和至少一個電感器，該諧振器被設計成提供第一信號的第一頻率到該諧振器的輸出處，並且，頻率除法器，它具有一輸入，其被連接到諧振器的輸出上，該頻率除法器被設計成在頻率除法器的輸出處提供第二頻率的第二信號，第二頻率為1/n倍(n≥2和n為整)的第一頻率。其特徵在於一調諧電路，它是諧振器的一部分，它對第二頻率構成短路或開路連接。
3.按權利要求1或2所述的振蕩器其特徵在於諧振器包含有至少一個電容器和至少一個電感器的串聯連接，該串聯連接又與一個電感器並聯連接。
4.按權利要求1或2所述的振蕩器其特徵在於諧振器包含有至少一個電容器和至少一個電感器的並聯連接，該並聯又與一個電容器串聯連接。
5.按權利要求1，3或4中的任一個所述的振蕩器，其特徵在於頻率乘法器是一個頻率倍乘器。
6.按前述權利要求中的任一個所述的振蕩器，其特徵在於，藉助於電壓或電流，第一頻率是可調的。
7.裝備有前述任一權利要求的振蕩器的發射機。
8.在GSM通信系統中根據權利要求7的發射機的使用。
9.在DECT通信系統中根據權利要求7的發射機的使用。
10.在籃牙通信系統中根據權利要求7的發射機的使用。
全文摘要
一振蕩器包含一諧振器其中含有至少一個電容和至少一個電感，諧振器的輸出提供第一頻率的第一信號。一頻率乘法器或頻率除法器與之相連經由它的輸入接至諧振器的輸出。頻率乘法器或頻率除法器的輸出提供第二頻率的第二信號。第二頻率是第一頻率的n倍或1/n倍(n≥2和n是整數)。一調諧電路是諧振器的一部分，它對於第二頻率構成短路或開路連接。
文檔編號H03B5/02GK1413377SQ00817708
公開日2003年4月23日 申請日期2000年12月22日 優先權日1999年12月23日
發明者C·A·斯密特, B·H·埃辛克, M·W·R·M·范羅斯馬倫 申請人:艾利森電話股份有限公司