[发明专利]基于复合型谐振器的压控振荡器

说明书

本发明公开了基于复合型谐振器的压控振荡器，包括复合型谐振器和负阻振荡电路，其中，复合型谐振器包括第一LC串联谐振支路、第二LC串联谐振支路及第三LC串联谐振支路，第一LC串联谐振支路与第二LC串联谐振支路形成并联结构，该并联结构一端接地，另一端与第三LC串联谐振支路连接，第三LC串联谐振支路另一端与负阻振荡电路连接。第一LC串联谐振支路的谐振频率低于第二LC串联谐振支路的谐振频率。本发明应用时能降低相位噪声，且能避免相位噪声随调谐频率的升高而变差。

技术领域

本发明涉及射频技术，具体是基于复合型谐振器的压控振荡器。

背景技术

压控振荡器是射频微波器件中的关键部件之一，其通常包括负阻振荡电路和谐振器，其中，谐振器包括电感及与电感串联的电容，电感相对连接电容端的另一端与负阻振荡电路连接，电容相对连接电感端的另一端接地。现有压控振荡器应用时，由于谐振器的品质因数(Q值，即为谐振器的中心频率与谐振器带宽的比值)随调谐频率的升高而降低，其相位噪声也往往随着调谐频率的升高而恶化，如何使得压控振荡器获得高的输出调谐频率同时保持低的相位噪声，这成为目前人们普遍关注的问题，然而，现有没有相应的器件，也未见相关的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种相位噪声不随调谐频率的升高而变差的基于复合型谐振器的压控振荡器。

本发明解决上述问题主要通过以下技术方案实现：基于复合型谐振器的压控振荡器，包括复合型谐振器和负阻振荡电路，所述复合型谐振器包括第一LC串联谐振支路、第二LC串联谐振支路及第三LC串联谐振支路，所述第一LC串联谐振支路与第二LC串联谐振支路形成并联结构，该并联结构一端接地，另一端与第三LC串联谐振支路连接，所述第三LC串联谐振支路另一端与负阻振荡电路连接；所述第一LC串联谐振支路的谐振频率低于第二LC串联谐振支路的谐振频率。本发明应用时，产生相对较低调谐频率信号时该信号主要沿第一LC串联谐振支路流通，当调谐信号频率升高的情况下，越来越多的信号分量会沿第二LC串联谐振支路流通。

为了增加本发明的频率调谐范围，进一步的，所述第一LC串联谐振支路采用多级LC串联谐振单元级联的结构，每一级LC串联谐振单元由一个电容和一个固定电感串联构成。所述第二LC串联谐振支路采用多级LC串联谐振单元级联的结构，每一级LC串联谐振单元由一个电容和一个固定电感串联构成。第一LC串联谐振支路和/或第二LC串联谐振支路采用多级LC串联谐振单元级联结构的优点在于：高频信号电压可以分布在每一级串联谐振单元上，有效降低每一级谐振单元上的高频信号电压。当LC串联谐振单元采用到非线性可变电容时，可以有效减轻非线性可变电容对压控振荡器信号的非线性调制作用，从而防止相位噪声恶化。

进一步的，所述第一LC串联谐振支路和第二LC串联谐振支路中的电容采用固定电容、变容二极管构成的可变电容、背对背式的变容二极管构成的可变电容、开关控制构成的开关电容、以及由一个固定电容与一个可变电容并联形成的可变电容中的任意一种。

进一步的，所述第一LC串联谐振支路中的电容采用变容二极管构成的可变电容，所述第二LC串联谐振支路中的电容采用固定电容。固定电容和变容二极管构成的可变电容两者的品质因数(Q值)都会随着频率的升高而降低，因此基于传统LC谐振器的压控振荡器的相位噪声往往随着调谐频率的升高而恶化。又因固定电容的品质因数远远优于变容二极管构成的可变电容的品质因数，为了提供必要的调谐带宽，第一条串联谐振支路上的电容采用变容二极管构成的可变电容，第二LC串联谐振支路中的电容采用固定电容，第一条串联谐振支路的谐振频率相对第二条串联谐振支路的谐振频率更低，因此在产生较低调谐频率时，复合型谐振器总体Q值由第一条串联谐振支路主导，在产生较高调谐频率时，第二条串联谐振支路对复合型谐振器总体Q值的贡献增加。第二LC串联谐振支路中的电容采用固定电容，就有效的降低了谐振器整体Q值随调谐频率升高而恶化的情况，从而能有效解决了压控振荡器相位噪声随调谐频率升高而恶化这一技术难点。