專利名稱：頻率可控振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及頻率可控振蕩器或頻率可調(diào)節(jié)振蕩器。
典型的溫度補償晶體振蕩器具有一個振蕩部分及一個溫度補償部分。該振蕩部分包括石英晶體諧振器，還包括連接至該石英晶體諧振器、用于產(chǎn)生信號的電路，該信號具有可由控制信號在圍繞石英晶體諧振器的諧振頻率的一個范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)的頻率。該溫度補償部分包括溫度傳感器，還包括連接至該溫度傳感器的電路用于產(chǎn)生取決于溫度的信號。溫度補償部分饋送取決于溫度的信號至振蕩部分作為控制信號，以補償振蕩部分產(chǎn)生的信號頻率由于溫度產(chǎn)生的變化。
6-276020號日本專利申請公開公報揭示了一種考畢茲型頻率可控晶體振蕩器。在6-276020日本專利申請中的晶體振蕩器在諧振器中僅包括一個變?nèi)荻O管。而且，僅一個控制信號提供給該變?nèi)荻O管。由晶體振蕩器產(chǎn)生的信號的頻率可響應于提供給變?nèi)荻O管的控制信號而改變。在6-276020號申請中，根據(jù)溫度傳感器的輸出信號產(chǎn)生控制信號，以完成對晶體振蕩器產(chǎn)生的信號頻率的溫度補償。
本發(fā)明的目的在于提供一種改進的頻率可控振蕩器。
本發(fā)明的第1方面提供一種頻率可控振蕩器，它包括產(chǎn)生可控頻率信號的第1裝置；響應第1控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第2裝置；響應獨立于所述第1控制信號的第2控制信號，控制由所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第3裝置。
本發(fā)明第2方面基于第1方面提供一種頻率可控振蕩器，其中，所述第1控制信號具有數(shù)字形式，所述第2裝置包括把所述第1控制信號轉(zhuǎn)換成第1控制電壓的第1D/A轉(zhuǎn)換器和響應于所述第1控制電壓控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的裝置；所述第2控制信號具有數(shù)字形式，所述第3裝置包括把所述第2控制信號轉(zhuǎn)換為第2控制電壓的第2D/A變換器和響應于所述第2控制電壓控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的裝置；所述第1D/A變換器具有第1分辨率且所述第2D/A變換器具有不同于所述第1分辨率的第2分辨率。
本發(fā)明的第3方面基于第1方面提供一種頻率可控振蕩器，其中，所述第2裝置包括電感及響應于所述第1控制信號選擇地短路所述電感的裝置。
本發(fā)明的第4方面提供一種頻率可控振蕩器電路，它包括a)頻率可控振蕩器，它包括產(chǎn)生可控頻率信號的第1裝置；響應第1控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第2裝置；響應獨立于所述第1控制信號的第2控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第3裝置；b)包括頻率可控振蕩器的鎖相環(huán)，其中，所述鎖相環(huán)的第1部分饋送所述第1控制信號至所述頻率可控振蕩器；所述鎖相環(huán)的第2部分接收頻率可控振蕩器中的所述第1裝置產(chǎn)生的信號；所述第2控制信號沿鎖相環(huán)外側(cè)通路傳送至頻率可控振蕩器。
本發(fā)明第5方面提供一種頻率可控振蕩器電路，它包括a)頻率可控振蕩器，它包括產(chǎn)生具有可控頻率信號的第1裝置；響應第1控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第2裝置；響應獨立于所述第1控制信號的第2控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第3裝置；b)產(chǎn)生取決于周圍溫度的信號的溫度傳感器；c)第4裝置，用于把所述溫度傳感器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成第1控制信號并把該第1控制信號饋送至頻率可控振蕩器中的第2裝置以對于所述頻率可控振蕩器中的所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率提供溫度補償。
本發(fā)明的第6方面提供一種頻率可控振蕩器，它包括含第1變?nèi)荻O管及第2變?nèi)荻O管的諧振器；連接至所述諧振器、產(chǎn)生其頻率等于所述諧振器諧振頻率的信號的第1裝置；提供第1控制電壓至所述第1變?nèi)荻O管以響應于該第1控制電壓，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第2裝置；提供第2控制電壓至所述第2變?nèi)荻O管以響應該第2控制電壓控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第3裝置。


圖1是本發(fā)明第1實施例的頻率可控振蕩器的電路圖。
圖2是本發(fā)明第2實施例的頻率可控振蕩器的電路圖。
圖3是本發(fā)明第3實施例的頻率可控振蕩器的電路圖。
圖4是本發(fā)明第4實施例的頻率可控振蕩電路的框圖。
圖5是本發(fā)明第5實施例的頻率可控振蕩電路的框圖。
實施例1參照圖1，頻率可控振蕩器包括分別用于不同控制信號的第1輸入端10和第2輸入端11。第1輸入端10導向電阻12的第1端。電阻12的第2端連接至變?nèi)荻O管13的陰極、電容器14的第1端和石英晶體振蕩器15的第1端。變?nèi)荻O管13的陽極連接至電阻16的第1端和電容器17的第1端。電阻16的第2端接地。
第2輸入端11導向電阻18的第1端。電阻18的第2端連接至電容器17的第2端、變?nèi)荻O管19的陰極、電容器14的第2端和電容器20的第1端。變?nèi)荻O管19的陽極和電容器20的第2端接地。
石英晶體諧振器15的第2端連接至電阻21的第1端、電阻22的第1端、電容器23的第1端和NPN晶體管24的基極。電阻21的第2端連接至電阻25的第1端、電容器26的第1端和NPN晶體管27的基極。電阻22的第2端接地。電容器23的第2端連接至電容器28的第1端和電阻29的第1端。電容器28的第2端和電阻29的第2端接地。晶體管24的發(fā)射極連接至電阻29的第1端和電容器28的第1端。電阻25的第2端連接電源端30。電容器26的第2端接地。晶體管27的發(fā)射極連接晶體管24的集電極。晶體管27的集電極連接電阻31的第1端和電容器32的第1端。電阻31的第2端連接電源端30。電容器32的第2端連接輸出端33。電源端30連接直流電源(未圖示)的正端。該直流電源的負端接地。
圖1的振蕩器產(chǎn)生其頻率能在圍繞石英晶體諧振器15的一個范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)的信號。由圖1振蕩器產(chǎn)生的信號也可稱為振蕩信號。圖1振蕩器產(chǎn)生的信號頻率也可稱為振蕩信號頻率。振蕩信號可經(jīng)輸出端33傳送至外部設(shè)備(未圖示)。圖1的振蕩器具有振蕩部分和頻率控制部分。振蕩部分是考畢茲型。
石英晶體諧振器15、變?nèi)荻O管13和19及其它部分構(gòu)成一個有效諧振器或?qū)嶋H諧振器，其諧振頻率確定振蕩信號頻率(圖1振蕩器產(chǎn)生的信號的頻率)。有效諧振器的諧振頻率(即振蕩信號頻率)取決于二極管13和19的電容量。每個二極管13或19的電容量取決于跨接的電壓。
第1控制電壓施加于第1輸入端10和地之間。第1控制電壓經(jīng)電阻12和16傳送至變?nèi)荻O管13。這樣，取決于第1控制電壓的一個電壓提供給變?nèi)荻O管13二端。于是，變?nèi)荻O管13的電容量隨第1控制電壓而改變。這意味著，振蕩信號頻率能相應于第1控制電壓而加以控制或調(diào)節(jié)。
第2控制電壓提供至第2輸入端11和地之間。第2控制電壓經(jīng)電阻18傳送至變?nèi)荻O管19。這樣，取決于第2控制電壓的一個電壓提供至變?nèi)荻O管19的二端。于是，二極管19的電容量相應于第2控制電壓而變化。這意味著，振蕩信號頻率可相應于第2控制電壓而加以控制或調(diào)節(jié)。
最好，變?nèi)荻O管13和19的特性選擇成使第1控制電壓與振蕩信號頻率的關(guān)系不同于第2控制電壓與振蕩信號頻率的關(guān)系。例如，響應于第1信號電壓變化引起的振蕩信號頻率的變化率不同于響應于第2信號電壓變化引起的振蕩信號頻率的變化率。在這種情況下，振蕩信號頻率對第1和第2控制電壓之一的關(guān)系比另一個更靈敏。
圖1的振蕩器可以修改成振蕩信號頻率可響應于3個或更多的不同控制電壓。變?nèi)荻O管13和19可以并聯(lián)。石英諧振器15可用其它型式的諧振器替換。實施例2圖2表示本發(fā)明的第2實施例，除下述的附加設(shè)置外，本實施例與圖1的實施例相同。在圖2的實施例中，振蕩信號頻率對第1控制電壓比對第2控制電壓更靈敏。圖2的實施例包括連接至振蕩器第1輸入端10的低分辨率D/A變換器40及連接至振蕩器第2輸入端11的高分辨率D/A變換器41。
D/A變換器40接收第1數(shù)字控制信號并把它轉(zhuǎn)換成第1控制電壓。D/A變換器40輸出第1控制電壓至第1振蕩器輸入端10。D/A變換器41接收第2數(shù)字控制信號并把它轉(zhuǎn)換成第2控制電壓。D/A變換器41輸出第2控制電壓至第2振蕩器輸入端11。最好，第1數(shù)字控制信號用于確定或選擇振蕩信號頻率可變動的頻帶。另一方面，第2數(shù)字控制信號用于在確定頻帶內(nèi)精細地控制或改變振蕩信號頻率。實施例3參照圖3，頻率可控振蕩器包括分別用于不同控制信號的第1輸入端110和第2輸入端111。第1輸入端110導向電阻112的第1端。電阻112的第2端連接變?nèi)荻O管113的陰極和電容器114的第1端。變?nèi)荻O管113的陽極接地。電容器114的第2端連接電感115的第1端和電容器116的第1端。
第2輸入端111導向電阻117的第1端。電阻117的第2端連接二極管118的陽極和電容器119的第1端。二極管118的陰極接地。電容器119的第2端連接電感115的第2端和電壓120的第1端。電感120的第2端接地。
電容器116的第2端連接電阻121的第1端、電阻122的第1端、電容器123的第1端和NPN晶體管124的基極。電阻121的第2端連接晶體管124的集電極。電阻122的第2端接地。電容器123的第2端連接電容器128的第1端和電阻129的第1端。電容器128的第2端和電阻129的第2端接地。晶體管124的發(fā)射極連接電阻129的第1端和電容器128的第1端。晶體管124的發(fā)射極還連接電容器133的第1端。電容器133的第2端導向輸出端134。電源端130連接電阻131的第1端。晶體管124的集電極連接電阻131的第2端和電容器132的第1端。電容器132的第2端接地。電源端130連接直流電源(未圖示)的正端。直流電源負端接地。
圖3的振蕩器產(chǎn)生頻率可控或可變的信號。圖3振蕩器產(chǎn)生的信號將稱為振蕩信號。圖3振蕩器產(chǎn)生的信號頻率將稱為振蕩信號頻率。振蕩信號可經(jīng)輸出端134傳送至外部設(shè)備(未圖示)。圖3振蕩器具有振蕩部分和頻率控制部分。振蕩部分是考畢茲型。
變?nèi)荻O管113、電感115和120及其它部分構(gòu)成一諧振器，其諧振頻率確定振蕩信號頻率(圖3振蕩器產(chǎn)生的信號的頻率)。諧振器的諧振頻率(即振蕩信號頻率)取決于二極管113的電容量。二極管113的電容量取決于加于其二端的電壓。
二極管118用于有選擇地相對于RF(射頻)信號短路電感120。諧振器的諧振頻率，即振蕩信號頻率，取決于電感120是否被短路。
第1控制電壓施加于第1輸入端110和地之間。第1控制電壓經(jīng)電阻112傳送至變?nèi)荻O管113。這樣，取決于第1控制電壓的電壓施加于變?nèi)荻O管113的兩端。于是，二極管113的電容量隨第1控制電壓而變化。這意味著，振蕩信號頻率可響應于第1控制電壓而加以控制或調(diào)節(jié)。
第2控制電壓施加于第2輸入端111與地之間。第2控制電壓經(jīng)電阻117傳送至二極管118作為偏置電壓。第2控制電壓可在導通(ON)偏置電平與截止(OFF)偏置電平間變化。當?shù)?控制電壓為ON偏置電平時，二極管118處于導通狀態(tài)，使電感120短路。當?shù)?控制電壓為OFF偏置電平時，二極管118處于截止狀態(tài)，使電感120脫離短路狀態(tài)。于是，電感120根據(jù)第2控制電壓而被有選擇地短路。這意味著，振蕩信號頻率可響應于第2控制電壓加以改變。
最好，第2控制電壓用于改變或選擇振蕩信號頻率可在其中變動的頻段。另一方面，第1控制電壓用于在該選定的頻段內(nèi)精細地控制或改變振蕩信號頻率。實施例4參照圖4，固定頻率振蕩器50連接頻率合成器51。頻率合成器51連接低通濾波器52。低通濾波器52連接頻率可控振蕩器54。D/A變換器55連接頻率可控振蕩器54。頻率可控振蕩器54連接頻率合成器51。
振蕩器50輸出基準信號至頻率合成器51。該基準信號具有預定的固定頻率。頻率合成器51接收頻率可控振蕩器54的輸出信號。該頻率合成器51還接收第1數(shù)字控制信號(第1頻率數(shù)據(jù))。頻率合成器51包括可變頻率分頻器，它把頻率可控振蕩器54的輸出信號頻率除以取決于第1頻率數(shù)據(jù)的系數(shù)。頻率合成器51還包括一個把分頻器輸出信號的相位與基準信號相位比較的相位比較器。頻率合成器51中的相位比較器的輸出信號饋送至低通濾波器52。低通濾通器52使相位比較器的輸出信號成為第1控制電壓。低通濾波器52輸出第1控制電壓至頻率可控振蕩器54。
圖1的頻率可控振蕩器用作頻率可控振蕩器54。第1控制電壓從低通濾波器52提供給頻率可控振蕩器54的第1輸入端10(參見圖1)。另外，第1控制電壓也可由低通濾波器52提供給頻率可控振蕩器54的第2輸入端11(參見圖1)。頻率可控振蕩器54產(chǎn)生其頻率取決于第1控制電壓的信號。頻率可控振蕩器54輸出所產(chǎn)生的信號至頻率合成器51。
頻率合成器51、低通濾波器52和頻率可控振蕩器54組成PLL(鎖相環(huán))電路。頻率可控振蕩器54輸出振蕩信號至外部設(shè)備(未圖示)。
D/A轉(zhuǎn)換器55接收第2數(shù)字控制信號(第2頻率數(shù)據(jù))并把該第2數(shù)字控制信號轉(zhuǎn)換成第2控制電壓。D/A轉(zhuǎn)換器55輸出第2控制電壓至頻率可控振蕩器54。具體地，D/A轉(zhuǎn)換器55把第2控制電壓提供給頻率可控振蕩器54的第2輸入端11(參見圖1)。另外，D/A變換器55也可把第2控制電壓提供給頻率可控振蕩器54的第1輸入端10(參見圖1)。于是，由頻率可控振蕩器54產(chǎn)生的信號的頻率，即振蕩信號頻率，取決于第2控制電壓。
提供給頻率合成器51的第1頻率數(shù)據(jù)和提供給D/A變換器55的第2頻率數(shù)據(jù)代表期望頻率。振蕩信號頻率控制為期望頻率。最好，提供給D/A變換器55的第2頻率數(shù)據(jù)用于改變頻帶寬度，振蕩信號頻率可根據(jù)饋送給頻率合成器51的第1頻率數(shù)據(jù)在該頻帶內(nèi)變化。
應該注意，圖3的頻率可控振蕩器可用作頻率可控振蕩器54。實施例5參見圖5，熱敏電阻60與電阻61串聯(lián)。該熱敏電阻60和電阻61的串聯(lián)組合連至直流電源(未圖示)兩端。熱敏電阻60用作溫度傳感器。熱敏電阻60兩端的電壓取決于周圍溫度。該電壓也可稱為示溫電壓(temperature-representingvoltage)。
A/D轉(zhuǎn)換器62連接熱敏電阻60。A/D轉(zhuǎn)換器62接收示溫電壓并把它轉(zhuǎn)換成示溫數(shù)字信號。
ROM(只讀存貯器)63連接至A/D轉(zhuǎn)換器62。ROM63存貯預定數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)指示提供溫度和第1控制電壓間期望關(guān)系的表。期望關(guān)系設(shè)計成以完成對于振蕩信號頻率的溫度補償。ROM63從A/D變換器62接收示溫數(shù)字信號作為訪問表中數(shù)據(jù)段的地址信號。ROM63響應該地址信號，輸出表示第1控制電壓期望值的數(shù)字信號。
D/A變換器64連接于ROM63和頻率可控振蕩器65之間。D/A變換器64從ROM63接收數(shù)字信號并把它轉(zhuǎn)換成第1控制電壓。D/A變換器64輸出第1控制信號至頻率可控振蕩器65。
圖1的頻率可控振蕩器用作頻率可控振蕩器65。第1控制電壓從D/A變換器64提供給頻率可控振蕩器65的第1輸入端10(參見圖1)。另外，第1控制電壓也可從D/A變換器64提供給頻率可控振蕩器65的第2輸入端11(參見圖1)。頻率可控振蕩器65產(chǎn)生一個其頻率取決于第1控制電壓的信號。由頻率可控振蕩器65產(chǎn)生的信號也稱為振蕩信號。由頻率可控振蕩器65產(chǎn)生的信號的頻率也可稱為振蕩信號頻率。振蕩信號頻率對于第1控制電壓的相關(guān)性設(shè)計成對于振蕩信號頻率提供溫度補償。從而，振蕩信號頻率與周圍溫度無關(guān)。頻率可控振蕩器65輸出振蕩信號至外部設(shè)備(未圖示)。
頻率可控振蕩器65接收第2控制電壓。具體地，頻率可控振蕩器65的第2輸入端11(參見圖1)接收第2控制電壓。另外，頻率可控振蕩器65的第1輸入端10(參見圖1)也可接收第2控制電壓。于是，由頻率可控振蕩器65產(chǎn)生的信號的頻率，即振蕩信號頻率，取決第2控制電壓。最好，第2控制電壓用于正向控制或調(diào)節(jié)振蕩信號頻率。
應該注意，圖3的頻率可控振蕩器可用作頻率可控振蕩器65。
權(quán)利要求
1.一種頻率可控振蕩器，其特征在于包括產(chǎn)生可控頻率信號的第1裝置；響應第1控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第2裝置；響應獨立于所述第1控制信號的第2控制信號，控制由所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第3裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率可控振蕩器，其特征在于，所述第1控制信號具有數(shù)字形式，所述第2裝置包括把所述第1控制信號轉(zhuǎn)換成第1控制電壓的第1D/A轉(zhuǎn)換器和響應于所述第1控制電壓控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的裝置；所述第2控制信號具有數(shù)字形式，所述第3裝置包括把所述第2控制信號轉(zhuǎn)換為第2控制電壓的第2D/A變換器和響應于所述第2控制電壓控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的裝置；所述第1D/A變換器具有第1分辨率且所述第2D/A變換器具有不同于所述第1分辨率的第2分辨率。
3.如權(quán)利要求1所述的頻率可控振蕩器，其特征在于，所述第2裝置包括電感及響應于所述第1控制信號選擇地短路所述電感的裝置。
4.一種頻率可控振蕩器電路，其特征在于包括a)頻率可控振蕩器，它包括產(chǎn)生可控頻率信號的第1裝置；響應第1控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第2裝置；響應獨立于所述第1控制信號的第2控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第3裝置；和b)包括頻率可控振蕩器的鎖相環(huán)，其中，所述鎖相環(huán)的第1部分饋送所述第1控制信號至所述頻率可控振蕩器；所述鎖相環(huán)的第2部分接收頻率可控振蕩器中的所述第1裝置產(chǎn)生的信號；所述第2控制信號沿鎖相環(huán)外側(cè)通路傳送至頻率可控振蕩器。
5.一種頻率可控振蕩器電路，其特征在于包括a)頻率可控振蕩器，它包括產(chǎn)生具有可控頻率信號的第1裝置；響應第1控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第2裝置；響應獨立于所述第1控制信號的第2控制信號，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第3裝置；b)產(chǎn)生取決于周圍溫度的信號的溫度傳感器；c)第4裝置，用于把所述溫度傳感器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成第1控制信號并把該第1控制信號饋送至頻率可控振蕩器中的第2裝置以對于所述頻率可控振蕩器中的所述第1控制裝置產(chǎn)生的信號頻率提供溫度補償。
6.一種頻率可控振蕩器，其特征在于包括含第1變?nèi)荻O管及第2變?nèi)荻O管的諧振器；連接至所述諧振器、產(chǎn)生其頻率等于所述諧振器諧振頻率的信號的第1裝置；提供第1控制電壓至所述第1變?nèi)荻O管以響應于該第1控制電壓，控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第2裝置；提供第2控制電壓至所述第2變?nèi)荻O管以響應該第2控制電壓控制所述第1裝置產(chǎn)生的信號頻率的第3裝置。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種頻率可控振蕩器。它具有產(chǎn)生可控頻率信號的第1部分;響應于第1控制信號控制所述第1部分產(chǎn)生的信號頻率的第2部分;響應獨立于所述第1控制信號的第2控制信號,控制所述第1部分產(chǎn)生信號頻率的第3部分。具有結(jié)構(gòu)簡單、可控頻率范圍寬及頻率精度高的優(yōu)點。
文檔編號H03B1/00GK1175817SQ97116119
公開日1998年3月11日 申請日期1997年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月12日
發(fā)明者納村惠信, 福田秀之 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社