[发明专利]一种无线通信用振荡器

说明书

该发明属于无线通信领域中振荡器，包括并联谐振电路及与之连接的两个电路结构相同的有源负阻电路、调谐电路，各负阻电路的输出端分别接有一滤波电路。该发明稳态振荡时两个负阻同时对并联谐振电路进行补偿，降低了各负阻电路输出能量，输出电流脉冲的导通角减小，从而降低了相位噪声，滤波电路又滤掉大部分谐波和杂波，提高了输出频谱纯度；此外，由于可直接输出两个同相位的输出信号，因而在应用于锁相环中时，可省去了传统VCO的信号输出端必需增设输出电路；与背景技术相比其相位噪声可平均降低3.7dB左右。因而该发明具有输出频谱的相位噪声低，输出频谱的纯度高，谐振频率可调，以及与锁相环配套使用方便等特点。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域中的通信用振荡器，特别是一种对称于谐振电路设有两组均含有源负阻电路、滤波电路、调谐电路的低相位噪声、谐振频率可调节、输出频谱纯度高的振荡器。

背景技术

随着通信系统的不断发展与进步，人们对通信系统的性能指标要求越来越高。射频前端作为通信系统的一个必不可少的模块，其性能指标往往决定了整个系统的性能。不论是射频前端的接受模块还是发送模块，都离不开本振源。本振源一般是由参考源和压控振荡器(VCO)等部件构成的锁相环来实现。相位噪声是振荡器设计中主要考虑的一个性能指标，相位噪声的高低直接影响整个通信系统的信噪比和误码率。

传统的负阻振荡器电路包括一个无源谐振回路和一个负阻电路，附图1即为此类负阻振荡器电路结构示意图，图中：电感L、电容C和寄生电阻R并联成无源谐振回路，其中寄生电阻R表示在实际系统中不可避免的能量损耗。由于寄生电阻R的存在，在每一个周期内均会有能量损耗，因此回路的响应为衰减的振荡。若要保证谐振回路能够产生等幅的振荡信号，则需在谐振回路上并联一个值为-R的等效负阻，来补偿每一个周期内回路损耗电阻R所引起的能量损耗。此类振荡器中，负阻部分通常为有源器件，在每个振荡周期内，有源负阻将能量传递到谐振回路且传递的能量恰好等于谐振回路中所损耗的能量时，振荡器才保持等幅振荡。由于传统负阻振荡器电路只有一个负阻电路(即单负阻振荡器)，此时单负阻振荡器虽然能够振荡，但只能输出一个固定频率、不能调谐，而且由于输出电流脉冲的导通角(射频电流脉冲的宽度)很大，输出的频谱中谐波和杂波较多、相位噪声性能差；因为除了热噪声以外，取决于诸如散粒电流，分割电流和1/f电流的噪声源仅在输出电流脉冲的导通角内才存在，若导通角很大，则相应的噪声分量亦会很高、进而导致相位噪声亦很高；此外，该振荡器在应用于锁相环中时，在信号输出端必需增设一分为两路输出电路。因而，此类振荡器存在相位噪声高、谐振频率不可调，与锁相环配套使用时需在VCO的信号输出端增设输出电路等弊病。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术存在的缺陷，一种无线通信用振荡器，以达到降低输出频谱的相位噪声、提高输出频谱的纯度及谐振频率可调，与锁相环配套使用方便等目的。

本发明的解决方案是将背景技术负阻振荡器只设一个负阻电路来补偿寄生电阻所引起的能量损耗，改为对称设置两组电路结构相同且满足振荡条件的有源负阻电路，各负阻电路分别通过一耦合电容与并联谐振电路连接，在稳态振荡时两个等值的负阻电路同时对并联谐振电路进行补偿并在其左右两端产生强相互作用，以减小导通角，降低每个负阻电路输出能量并降低相位噪声；同时在各有源负阻电路的输出端再分别连接一滤波电路，该滤波电路只允许振荡信号通过，则可滤掉大部分谐波和杂波、提高输出频谱纯度并分别输出两个同相位的振荡信号，从而构成双负阻振荡器；针对背景技术存在的谐振频率不可调的弊病，本发明在并联谐振电路上增设一含变容二极管及耦合电容的调谐电路，通过调节变容二极管两端的电压改变其电容值，以调节振荡器的谐振频率。本发明即以此实现其发明目的。因而，本发明无线通信用振荡器包括并联谐振电路及其负阻电路，关键在于在并联谐振电路上还接有一调谐电路、以调节其谐振频率，而所述负阻电路为两个电路结构相同的有源负阻电路，在两个有源负阻电路的输出端还分别接有一滤波电路，以输出滤波后的振荡信号；两个有源负阻电路分别通过一耦合电容与并联谐振电路中的电感和电容的一端及调谐电路中的耦合电容共接，并联谐振电路中的电感和电容的另一端接地。