低噪聲壓控振蕩器偏置電路及頻率源自校準方法
2024-02-13 22:21:15 2
低噪聲壓控振蕩器偏置電路及頻率源自校準方法
【專利摘要】本發明公開了一種低噪聲壓控振蕩器偏置電路及頻率源自校準方法，分壓電路包括依次串聯的電阻R1、第一雙極結型電晶體和第二雙極結型電晶體，R1與BJT1的集電極連接，BJT1的發射極與BJT2的集電極連接，BJT1的集電極與其基極相接，BJT2的集電極與其基極相接。自校準狀態時，偏置電路輸出的電壓分別與LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端及電源端連接。本發明偏置電路輸出噪聲較小，且不必在外部加濾波電容，可有效減少晶片的管腳，降低成本；頻率源處於自校準狀態時，偏置電路輸出的電壓分別與LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端及電源端相接，可有效消除電阻和BJT管在全溫度範圍內的變化而導致的輸出DC點變化所帶來的影響，避免在自校準狀態時頻率源受溫度的變化而變化。
【專利說明】低噪聲壓控振蕩器偏置電路及頻率源自校準方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種低噪聲壓控振蕩器偏置電路及頻率源自校準方法。
【背景技術】
[0002]目前，頻率源電路用到的是LC壓控振蕩器，其結構如圖1所示，它主要由負阻、電感和電容組成，其輸出功率為:/ = 2*3 14*(X*C)°.5 』其中，L為電感，0為電容，電容C又由寄生電容、可變電容和可編程控制的電容陣列三個部分構成。電容C2和電容C3的作用是隔直，並通過其它偏置電路給LC壓控振蕩器一個DC點，使可變電容的電容值隨著LC壓控振蕩器兩端電壓(電源端DC和調諧電壓輸入端Vtune)壓差的變化而呈線性變化，其變化關係如圖2所示。
[0003]如圖3所示，傳統的偏置電路一般由電阻完成分壓，但是由於由串聯電阻R4、R5組成的分壓電路的噪聲相對較大，需要在偏置電路外部增加一個大電容(圖3中的電容C4)進行濾波，這增加了偏置電路的輸出管腳，增加了電路成本。
【發明內容】
[0004]本發明的一個目的是提供一種新型低噪聲壓控振蕩器偏置電路，採用基極與集電極短接的BJT管和高值poly電阻作為分壓單元，偏置電路輸出噪聲較小，且不必在外部加濾波電容，只需在偏置電路內部加小電容即可，可有效減少晶片的管腳，降低成本；
[0005]本發明的另一個目的是提供一種新型的頻率源自校準方法，在頻率源電路處於自校準狀態時，偏置電路輸出的電壓分別與LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端及電源端相接，可有效消除電阻和BJT管在全溫度範圍內的變化而導致的輸出DC點變化所帶來的影響，避免在自校準狀態時頻率源受溫度的變化而變化。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:低噪聲壓控振蕩器偏置電路，與壓控振蕩器配合使用，為頻率源電路中的壓控振蕩器提供偏置，它由恆定電壓源、分壓電路和濾波電容Cl組成，所述的分壓電路包括依次串聯的電阻R1、第一雙極結型電晶體BJTl和第二雙極結型電晶體BJT2，電阻Rl與第一雙極結型電晶體BJTl的集電極連接，第一雙極結型電晶體BJTl的發射極與第二雙極結型電晶體BJT2的集電極連接，第一雙極結型電晶體BJTl的集電極與其基極相接，第二雙極結型電晶體BJT2的集電極與其基極相接；
[0007]電阻Rl與第一雙極結型電晶體BJTl的基極之間並聯第一分壓輸出支路；第一雙極結型電晶體BJTl的發射極與第二雙極結型電晶體BJT2的基極之間並聯第二分壓輸出支路；第一分壓輸出支路與第二分壓輸出支路並聯後與濾波電容Cl串接。
[0008]進一步地,所述的電阻Rl為高值poly電阻。
[0009]進一步地，所述的第一分壓輸出支路和第二分壓輸出支路上分別設有開關。
[0010]第二雙極結型電晶體BJT2的發射極和濾波電容Cl分別接地。
[0011]低噪聲壓控振蕩器偏置電路頻率源自校準方法，它包括以下步驟:
[0012](I)頻率源電路處於閉環正常工作時，偏置電路輸出的電壓與LC壓控振蕩器的電源端連接；
[0013](2)頻率源電路處於開環自校準狀態時，偏置電路輸出的電壓分別與LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端及電源端連接。
[0014]所述的LC壓控振蕩器由相互並聯的兩個負阻、電感ind和電容控制電路組成，電容控制電路又由依次串聯的隔直電容C2、可變電容Cvak1、可變電容Cvak2和隔直電容C3組成，隔直電容C2和隔直電容C3之間並聯有相互串聯的電阻R2和電阻R3，電阻R2與電阻R3之間接LC壓控振蕩器的電源端，可變電容Cvaki與可變電容Cvak2之間接LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端。
[0015]本發明的有益效果是:
[0016]I)採用基極與集電極短接的BJT管與高值poly電阻串聯的結構作為分壓單元，與傳統的由電阻串聯進行分壓的偏置電路相比，偏置電路輸出噪聲較小，且不必在外部加濾波電容，只需在偏置電路內部加小電容即可，可有效減少晶片的管腳，降低成本；
[0017]2)在頻率源電路處於自校準狀態時，偏置電路輸出的電壓分別與LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端及電源端相接，可有效消除電阻和BJT管在全溫度範圍內的變化而導致的輸出DC點變化所帶來的影響，避免在自校準狀態時頻率源受溫度的變化而變化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為LC壓控振蕩器電路結構示意圖；
[0019]圖2為LC壓控振蕩器中可變電容的電容值隨著振蕩器兩端電壓壓差的變化曲線圖；
[0020]圖3為傳統偏置電路結構示意圖；
[0021]圖4為本發明偏置電路結構示意圖；
[0022]圖5為本發明偏置電路與傳統電阻分壓式偏置電路輸出電壓噪聲曲線對比圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不局限於以下所述。
[0024]如圖4所示，低噪聲壓控振蕩器偏置電路，與LC壓控振蕩器配合使用，為頻率源電路中的LC壓控振蕩器提供電壓偏置點，它由恆定電壓源LD0_VDD、分壓電路和濾波電容Cl組成，所述的分壓電路包括依次串聯的高值poly電阻R1、第一雙極結型電晶體BJTl和第二雙極結型電晶體BJT2，高值poly電阻Rl與BJT管串聯組成的分壓電路對LDO輸出的電壓進行分壓。高值poly電阻Rl與第一雙極結型電晶體BJTl的集電極連接，第一雙極結型電晶體BJTl的發射極與第二雙極結型電晶體BJT2的集電極連接，第一雙極結型電晶體BJTl的集電極與其基極相接，第二雙極結型電晶體BJT2的集電極與其基極相接；
[0025]高值poly電阻Rl與第一雙極結型電晶體BJTl的基極之間並聯第一分壓輸出支路，第一分壓輸出支路輸出電壓點DCl,第一分壓輸出支路上設有開關KGl ;第一雙極結型電晶體BJTl的發射極與第二雙極結型電晶體BJT2的基極之間並聯第二分壓輸出支路，第二分壓輸出支路輸出電壓點DC2，第二分壓輸出支路上設有開關KG2。通過開關KGl和KG2的控制選擇性地輸出偏置電路的電壓DC，電壓點DCl和電壓點DC2的選擇主要基於可變電容的電容值的線性變化區間，如圖2的虛線部分。
[0026]第一分壓輸出支路與第二分壓輸出支路並聯後與濾波電容Cl串接。
[0027]第二雙極結型電晶體BJT2的發射極和濾波電容Cl分別接地。
[0028]通過圖5可以看出:在同樣的LDO輸出電壓條件下，本發明所採用偏置電路的輸出電壓噪聲(在_17dB左右)明顯低於傳統的採用電阻分壓結構偏置電路的輸出電壓噪聲(在-15dB左右)。
[0029]低噪聲壓控振蕩器偏置電路頻率源自校準方法，它包括以下步驟:
[0030]( I)頻率源電路處於閉環正常工作時，偏置電路輸出的電壓與LC壓控振蕩器的電源端DC端連接；
[0031 ] (2)頻率源電路處於開環自校準狀態時，偏置電路輸出的電壓分別與LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端Vtune端及電源端DC端連接。
[0032]所述的LC壓控振蕩器由相互並聯的兩個負阻、電感ind和電容控制電路組成，電容控制電路又由依次串聯的隔直電容C2、可變電容Cvak1、可變電容Cvak2和隔直電容C3組成，隔直電容C2和隔直電容C3之間並聯有相互串聯的電阻R2和電阻R3，電阻R2與電阻R3之間接LC壓控振蕩器的電源端，可變電容Cvaki與可變電容Cvak2之間接LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端。
[0033]在頻率源電路處於自校準狀態時，LC壓控振蕩器中的可變電容Cvaki —端接電阻R2, 一端接偏置電路的DC端(可通過打開開關KGl或KG2，選擇性地輸出第一分壓輸出支路輸出的DCl或者第二分壓輸出支路輸出的DC2) ;LC壓控振蕩器中的可變電容Cvak2—端接電阻R3，一端接偏置電路的DC端。
[0034]偏置電路的電壓DC不僅接到LC壓控振蕩器中的DC埠，而且接到LC壓控振蕩器的Vtune端，這是因為偏置電路中的BJT管Vbe會隨著溫度的變化而變化，使得輸出偏置電壓DCl和DC2也會隨溫度的變化而變化，觀察圖2中可變電容電容值隨著兩端電壓壓差線性變化曲線可知，曲線較為線性的部分的中心點是在可變電容兩端電壓相等的位置，因此，將可變電容的兩端都接到偏置電路的輸出電壓DC上，使得在自校準狀態時，頻率源不受溫度的變化而變化。
【權利要求】
1.低噪聲壓控振蕩器偏置電路，與壓控振蕩器配合使用，為頻率源電路中的壓控振蕩器提供偏置，其特徵在於:它由恆定電壓源、分壓電路和濾波電容Cl組成，所述的分壓電路包括依次串聯的電阻R1、第一雙極結型電晶體BJTl和第二雙極結型電晶體BJT2，電阻Rl與第一雙極結型電晶體BJTl的集電極連接，第一雙極結型電晶體BJTl的發射極與第二雙極結型電晶體BJT2的集電極連接，第一雙極結型電晶體BJTl的集電極與其基極相接，第二雙極結型電晶體BJT2的集電極與其基極相接； 電阻Rl與第一雙極結型電晶體BJTl的基極之間並聯第一分壓輸出支路；第一雙極結型電晶體BJTl的發射極與第二雙極結型電晶體BJT2的基極之間並聯第二分壓輸出支路；第一分壓輸出支路與第二分壓輸出支路並聯後與濾波電容Cl串接。
2.根據權利要求1所述的低噪聲壓控振蕩器偏置電路，其特徵在於:所述的電阻Rl為高值poly電阻。
3.根據權利要求1所述的低噪聲壓控振蕩器偏置電路，其特徵在於:所述的第一分壓輸出支路和第二分壓輸出支路上分別設有開關。
4.根據權利要求1所述的低噪聲壓控振蕩器偏置電路，其特徵在於:所述的第二雙極結型電晶體BJT2的發射極和濾波電容Cl分別接地。
5.低噪聲壓控振蕩器偏置電路頻率源自校準方法，其特徵在於:它包括以下步驟: (I)頻率源電路處於閉環正常工作時，偏置電路輸出的電壓與LC壓控振蕩器的電源端連接； (2 )頻率源電路處於開環自校準狀態時，偏置電路輸出的電壓分別與LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端及電源端連接。
6.根據權利要求5所述的低噪聲壓控振蕩器偏置電路頻率源自校準方法，其特徵在於:所述的LC壓控振蕩器由相互並聯的兩個負阻、電感ind和電容控制電路組成，電容控制電路又由依次串聯的隔直電容C2、可變電容Cvak1、可變電容Cvak2和隔直電容C3組成，隔直電容C2和隔直電容C3之間並聯有相互串聯的電阻R2和電阻R3，電阻R2與電阻R3之間接LC壓控振蕩器的電源端，可變電容Cvaki與可變電容Cvak2之間接LC壓控振蕩器的調諧電壓輸入端。
【文檔編號】H03B5/32GK104135233SQ201310159077
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月2日 優先權日:2013年5月2日
【發明者】李旺 申請人:成都國騰電子技術股份有限公司