[发明专利]振荡器和频率合成器以及采用该振荡器的通信设备

说明书

本发明涉及振荡器和频率合成器以及采用该振荡器的通信设备。

有两种类型的振荡器可在诸如准微波频段或类似频段等高频段产生振荡，即，第一种类型的振荡器直接在所需的频率产生振荡，而第二种类型的振荡器在一较低的频率产生振荡，而由耦合至振荡器的上变频器提供一上变频输出。例如欧洲专利EP0573985A1公开了一种带一环形谐振器的两段滤波器，谐振器采用呈正交关系的两个谐振模式。由于设计方便以及减少了消耗的电流，因而经常采用第二种类型的振荡器。频率合成器以及采用这样一种现有技术振荡器的通信设备也为大家熟知。

下面将描述一现有技术的高频段振荡器。

图20是现有技术高频段振荡器的方框图。

在图20中，标号1表示一环形谐振器，标号2表示由一采用晶体管或类似器件的负阻有源电路构成的振荡部分，而标号3表示用于在环形谐振器1和振荡部分2之间耦合的一耦合电容器。标号5表示包括诸如晶体管等非线性元件的上变频器，标号6表示用于输出上变频器的上变频输出并衰减不需要的波的带通滤波器(BPF)，标号7是一输出端，而点A是环形谐振器1和振荡部分2之间的耦合点。

具有上述结构的现有技术高频段振荡器的工作将描述如下。

首先，振荡器4在一由环形谐振器1的电长度和振荡部分2的电路常数所确定的频率振荡。由于上变频器5包括诸如晶体管等非线性器件并有产生输入信号的高次谐波的功能，用上变频器5从振荡器4的输出得到二倍频输出。然而由于基波的输出电平通常大于二倍频输出的电平，因而需将用于衰减基波的BPF6接至上变频器5的后级。因此，二倍频波可从输出端7获得。

另一方面，包括环形谐振器、振荡部分以及相位同步电路的频率合成器也为大家熟知。在这样的相位同步电路中，必需将振荡器的输出分为用于输入至相位同步电路的信号和用作外部输出的另一信号。

下面更具体地描述这样一种现有技术的频率合成器。

在图21中，由于由标号1至4和7以及点A所表示的元件与图20中的相同，因而省略了对它们的详细描述。标号8表示一分配器，用于输出相互间保持一定隔离度的分配输出，标号9表示一相位同步部分，该部分具有一分频器、一相位比较器以及一电荷泵或类似装置，而标号10表示一环路滤波器，它用于反馈去除高频分量的一相位同步部分9的输出，标号11是一参考信号发生器，而标号12表示一相位同步电路，该电路包括相位同步部分9、环路滤波器10以及参考信号发生器11。

下面将描述这种现有技术的频率合成器的工作。

将分配器8的输出用参考信号发生器11的参考信号与相位同步部分9作相位比较。相位同步部分9通过环路滤波器10把一去除了不需要的高频分量的同步信号提供给振荡部分2，其中，分配器8的输出应该有足够的隔离度。然而，示于图20的现有技术振荡器存在一些问题，由于上变频器的缘故，使电路尺寸增大以及消耗电流增加，而示于图21的现有技术频率合成器也存在一些问题，由于振荡器上必须附加分配器，因而电路尺寸增大以及消耗电流增加。

本发明的目的在于提供一改进的振荡器和一改进的频率合成器以及采用该振荡器的改进的通信设备。

按照本发明，提供包括一振荡部分的一振荡器，该部分有一环形谐振器和一通过耦合电容耦合至环形谐振器的负阻有源电路，从而在所述环形谐振器上的某一点获得振荡输出，在该点处，相应于振荡频率的电压是零但在该点输出二次谐波频率输出。

说得更具体些，振荡器的电压输出在环形谐振器和振荡部分之间的耦合点处最大，而环形谐振器显示出电压沿环形谐振器中周长呈正弦分布，从而在环形谐振器的某些点处对应于振荡基频的电压为零，但在二次谐波频率上却是最大值。因此，可以从此点获得二次谐波频率输出并且不用带通滤波器(BPF)就可抑制基波分量。

按照本发明，提供一第一振荡器，它包括：一环形谐振器；一振荡电路，它具有一耦合至环形谐振器上第一点的负阻有源电路，用以在振荡频率振荡并使谐振器谐振；一输出端，它耦合至环形谐振器上的第二点，当环形谐振器谐振以输出一谐振频率信号时，在第二点处对应于振荡频率的电压大体上为零，在那里输出偶次谐波分量而抑制基波分量。