專利名稱：采用開(kāi)關(guān)電感的多頻段振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及壓控振蕩裝置及其方法，具體涉及采用按比例變化阻抗的多頻段壓控振蕩器和為壓控振蕩器提供多頻段的方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)電話接收機(jī)通常要求采用特定中心頻率的壓控振蕩(VCO)，以處理輸入信號(hào)。適應(yīng)多模式工作的移動(dòng)電話中，通常要求話機(jī)中存在分別具有與一種模式關(guān)聯(lián)的中心頻率的多個(gè)獨(dú)立壓控振蕩電路，以便處理所接收的多模式信號(hào)。
多模式電話機(jī)中采用多個(gè)VCO電路，增加實(shí)現(xiàn)該裝置所需要的元件數(shù)，而且該電路占據(jù)實(shí)現(xiàn)該電話機(jī)所用電路極上寶貴的空間。因此，期望多模式電話機(jī)中不需要用多個(gè)獨(dú)立的VCO。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)采用按比例變換阻抗的多頻段壓控振蕩器(VCO)。本發(fā)明一實(shí)施例中，該多頻段壓控振蕩器包含具有二極管、電容和電感的槽路、跨接部分槽路電感的PIN二極管、連接成有選擇啟動(dòng)PIN二極管并相應(yīng)使槽路電感部分短路的開(kāi)關(guān)，以及連接PIN二極管并對(duì)其作出響應(yīng)的振蕩器電路。該開(kāi)關(guān)的切換使VCO工作頻率范圍關(guān)聯(lián)的中心頻率在f1和f2兩個(gè)值之間轉(zhuǎn)換。具體而言，開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)使VCO關(guān)聯(lián)的電感變化，從而VCO的中心頻率在值f1和f2之間倒換。
本發(fā)明還包括為壓控振蕩器提供多頻段的方法。該方法包含給槽路提供射頻電感，通過(guò)采用由開(kāi)關(guān)激活的PIN二極管有選擇地使射頻電感的一部分短路，調(diào)整槽路的射頻電感，并且根據(jù)當(dāng)前用基帶振蕩器的射頻電感改變壓控振蕩器的輸出。
本發(fā)明解決已有技術(shù)遇到的問(wèn)題。采用本發(fā)明，避免采用多個(gè)頻率發(fā)生電路，因而避免相應(yīng)的材料成本增加、性能降低和靈敏度參數(shù)變化。從以下較佳實(shí)施例的說(shuō)明，會(huì)明白本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和好處。
附圖簡(jiǎn)述為了清楚了解和便于實(shí)踐本發(fā)明，將結(jié)合以下


本發(fā)明。附圖中，圖1為說(shuō)明多頻段壓控振蕩器的電路示意圖；圖2為多頻壓控振蕩器頻率響應(yīng)的頻譜圖；圖3為說(shuō)明壓控振蕩器頻段切換方法的框圖。
實(shí)施發(fā)明的較佳方式應(yīng)理解的是，為了清楚了解本發(fā)明，簡(jiǎn)化本發(fā)明的附圖和闡述對(duì)相關(guān)要素的說(shuō)明，同時(shí)省去典型壓控振蕩器中的許多其他要素。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)看出，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，需要其他元件，然而，由于這些元件在本領(lǐng)域已熟知，而且這些元件無(wú)助于更好了解本發(fā)明，這里不討論這些元件。
圖1為說(shuō)明多頻段壓控振蕩器(VCO)10的電路示意圖。該多頻段VCO包含直流調(diào)諧電壓電路12、槽路16、PIN二極管20、開(kāi)關(guān)22和振蕩器24。
直流調(diào)諧電壓電路12包含調(diào)諧電壓VTUNE，還可包含連接調(diào)諧電壓的2個(gè)電阻26、28。VTUNE的變化導(dǎo)致VCO的頻率按照該電路的KV圍繞VCO的中心頻率移動(dòng)，下文將討論。選擇電阻26、28，使從節(jié)點(diǎn)A和B看到VTUNE的阻抗大于從節(jié)點(diǎn)A和B看到槽路16的阻抗。本實(shí)施例中，調(diào)諧電壓可從0V變到3V。本發(fā)明用直流調(diào)諧電壓電路12調(diào)整元件的偏差和溫度造成的變化。
槽路16包含二極管單元，該單元在所示實(shí)施例中包含陽(yáng)極相連的2個(gè)二極管30和32。二極管30、32跨接直流調(diào)諧電壓電路12，或者在有電阻26、28的實(shí)施例中，跨接直流調(diào)諧電壓電路12的電阻26、28。本發(fā)明用的二極管30、32，其類型可為變?nèi)荻O管。
槽路16還包含阻抗單元，在所述實(shí)施例中，該單元包含電感34。未示出的本發(fā)明一些實(shí)施例中，槽路16可在該阻抗單元中包含具有電感34的一些射頻阻抗組合。電感34與二極管30、32并聯(lián)。
VCO的靈敏度參數(shù)(KV)是調(diào)諧電壓(VTUNE)每伏變化產(chǎn)生的諧振頻率變化量的量度，從而構(gòu)成多頻段壓控振蕩器10對(duì)給定的VTUNE值范圍使頻率圍繞f1或f2變化(如圖2所示)的能力的量度。如下文將討論那樣，選擇槽路電感34的值L1，使靈敏度參數(shù)保持相對(duì)固定(在給定的允許范圍Δf內(nèi)，如對(duì)圖2討論那樣)。L1的值選擇不當(dāng)，中心頻率從f1切換到f2時(shí)，會(huì)使靈敏度參數(shù)產(chǎn)生非所需的變化。
所示本發(fā)明實(shí)施例中，槽路還包含電容36、2個(gè)電感38、40和第2電容42，這些元件相互串聯(lián)后與電感34并聯(lián)。另外的實(shí)施例中，槽路16可在36和42具有任何數(shù)量的電容，在38和44具有1個(gè)或多個(gè)電感，并且還可包含電阻。此外，全部實(shí)施例中，使電容36、42的阻抗保持低值，以免耦合。
PIN二極管20與槽路16中存在的電感38的一部分并聯(lián)，用于使電感38的該部分有選擇地接近短路。PIN二極管20為工作狀態(tài)時(shí)，VCO10的PIN二極管支路20存在的阻抗等于PIN二極管20的低電阻。PIN二極管支路不存在射頻阻抗。因而，PIN二極管20的支路呈現(xiàn)的阻抗路徑遠(yuǎn)低于槽路16的并聯(lián)電感38，這時(shí)，頻率足夠高，使去耦合電容44接近短路。這樣就導(dǎo)致電感38近似短路。在PIN二極管20不是處于工作狀態(tài)時(shí)，該二極管近似開(kāi)路。因此，PIN’二極管20不工作時(shí)，電阻最低的電流通路通過(guò)與PIN二極管20并聯(lián)的電感38。用這種方式，本發(fā)明使VCO中能提供的阻抗可以變化，而不改變?cè)纱?，提供按比例改變阻抗?br> 上述方式中，PIN二極管20的激活考慮到有選擇地去除作為L(zhǎng)C濾波器的槽路16中電感38的一部分，該去除又使VCO10的工作頻率在f1和f2之間變換(如圖2所示)。可提供的工作頻率取決于可提供的阻抗規(guī)模，而該阻抗規(guī)模取決于槽路16中電容36和42所選的值、槽路16所選的全部電感38、40，以及可由并聯(lián)PIN二極管20短路的總電感38。通過(guò)PIN二極管20的激活或非激活，變換中心工作頻率(f1、f2)。本發(fā)明示范實(shí)施例中，在電容36的值為9pF，電容42的值為9pF，電感38的值為150nH，電感40的值為27hH時(shí)，可提供2個(gè)中心頻率170.67MHz和420.67MHz。可選擇其他頻率，并且數(shù)量可大于2。
由開(kāi)關(guān)22控制PIN二極管20的激活。開(kāi)關(guān)22用于有選擇啟動(dòng)PIN二極管20。所用開(kāi)關(guān)22具有本領(lǐng)域用的類型，可用晶體管實(shí)現(xiàn)?？捎秒p極級(jí)晶體管(BJT)或場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)22。
開(kāi)關(guān)22可由使用者激活，或可由諸硬件接收傳感器、接收傳感器、軟件程序之類的控制系統(tǒng)激活。例如，在電話應(yīng)用中，電話可默認(rèn)為PCS工作模式相應(yīng)的頻率。然而，當(dāng)使用者或控制系統(tǒng)發(fā)覺(jué)電話接收不清楚或不能建立連接時(shí)，該開(kāi)關(guān)可促使電話切換到另一工作模式(諸如AMPS)的頻率。
振蕩器24跨接槽路16并對(duì)其作出響應(yīng)。振蕩器24可以是基帶振蕩器，但不受此限制?；鶐д袷幤鳟?dāng)其端子上存在給定頻率時(shí)，以該頻率產(chǎn)生振蕩。因此，本實(shí)施例中，PIN二極管20和VTUNE的值控制振蕩器24的振蕩頻率。具體而言，PIN二極管20控制槽路16中存在的電感38的值，和VTUNE控制作為L(zhǎng)C電路的槽路16的諧振頻率。該頻率施加到振蕩器24的端子上時(shí)，使振蕩器24在該頻率上振蕩。本發(fā)明的振蕩器24可按平衡方式或不平衡方式工作。
圖2是多頻段壓控振蕩器頻率響應(yīng)的頻譜圖。該圖中，分別將2個(gè)可提供的中心頻率畫(huà)成在170.67MHz和420.67MHz的峰f1和f2。170.67MHz峰為低工作頻段，PIN二極管20開(kāi)路，槽路電感38和40都接入VC010時(shí)，取得該頻率。420.67MHz峰為高工作頻段，在PIN二極管20閉合，將大電感值的槽路電感38短路時(shí)，取得該頻率。Δf的值是圍繞峰頻率變化的中心工作頻率偏差。直流電壓調(diào)諧電路12(即VTUNE)用于在圍繞各中心頻率f1和f2的允許范圍(Δf)內(nèi)，調(diào)整VCO的工作頻率。
如上所述，VTUNE值的變化使VCO的頻率按照該電路的Kv圍繞VCO的中心頻率(即f1或f2)移動(dòng)。靈敏度參數(shù)Kv直接涉及此系統(tǒng)的工作特性，取決于槽路16中R、L和C阻抗的相對(duì)值，槽路16中R、L和C值的百分比變化時(shí)，靈敏度參數(shù)變化。在較佳實(shí)施例中，選擇R、L和C的值，使VCO的Kv值在中心工作頻率從f1升高到f2時(shí)，僅增加最小。為了達(dá)到該Kv值而選擇的R、L和C值，是設(shè)計(jì)的重要選擇，可利用電路模擬軟件按經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇。示范實(shí)施例中，期望的靈敏度參數(shù)約為30MHz/V。
圖3是說(shuō)明采用本發(fā)明的VCO在多個(gè)頻段間進(jìn)行切換的方法和框圖。該方法包含在步驟90給阻抗電路提供射頻阻抗。
在步驟92中，由開(kāi)關(guān)激活PIN二極管，有選擇地使部分射頻阻抗短路。步驟94中，根據(jù)PIN二極管的激活，有選擇地調(diào)整阻抗電路的射頻電阻。
在步驟96，根據(jù)阻抗電路中存在的射頻阻抗，改變VCO的頻率輸出。
本發(fā)明的方法也可包含對(duì)VCO進(jìn)行調(diào)諧，以顧及溫度差異和元件偏差。在任選步驟98示出這種調(diào)諧。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)看出可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的許多修改和變換。例如，可考慮任何數(shù)量的工作頻率，用多個(gè)PIN二極管將多個(gè)電感依次短路，使多頻段壓控振蕩器(VCO)為復(fù)式。此外，本發(fā)明還可用于無(wú)線電話、計(jì)算機(jī)母板或需要多個(gè)工作頻率的任何應(yīng)用。上述說(shuō)明和后面的權(quán)利要求都要覆蓋所有這些修改和變換。
權(quán)利要求
1.一種多頻段壓控振蕩器，能產(chǎn)生多個(gè)工作頻率，其特征在于，包含含有二極管單元的槽路，該二極管單元與包含電感的阻抗單元并聯(lián)；跨接所述槽路中電感的一部分的PIN二極管；連接成有選擇地啟動(dòng)所述PIN二極管并且將所述槽路中電感部分的一部分相應(yīng)短路的開(kāi)關(guān)；連接所述PIN二極管并對(duì)其作出響應(yīng)的振蕩器。
2.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，還包含并聯(lián)跨接在所述槽路上的直流調(diào)諧電壓電路。
3.如權(quán)利要求2所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，直流調(diào)諧電壓電路包含調(diào)諧電壓，以及串聯(lián)連接跨接在所述槽路上的調(diào)諧電壓的一對(duì)電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，所述二極管單元包含第1二極管和第二極管，每個(gè)二極管具有陽(yáng)極和陰極，所述第1二極管的陽(yáng)極連接所述第2二極管的陽(yáng)極。
5.如權(quán)利要求4所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，二極管為這容二極管。
6.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，所述槽路還包含與二極管單元并聯(lián)的第1電感。
7.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，阻抗單元包含與第2電感串聯(lián)的第1電容，該第2電感與第3電感串聯(lián)，并且該第3電感串聯(lián)連接第2電容。
8.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，所述振蕩器為基帶振蕩器。
9.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)包含至少1個(gè)晶體管。
10.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，使用者可選擇所述開(kāi)關(guān)的切換。
11.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，控制系統(tǒng)可選擇所述開(kāi)關(guān)的切換。
12.如權(quán)利要求11所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，以硬件實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)。
13.如權(quán)利要求11所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，以計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，電感的部分短路改變多頻段壓控振蕩器產(chǎn)生的頻率。
15.如權(quán)利要求14所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，壓控振蕩器具有相對(duì)固定的靈敏度參數(shù)，與產(chǎn)生的頻率無(wú)關(guān)。
16.如權(quán)利要求15所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，壓控振蕩器具有約30MHz/V的靈敏度參數(shù)。
17.如權(quán)利要求15所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，靈敏度參數(shù)由所述槽路中的阻抗控制。
18.如權(quán)利要求14所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，壓控振蕩器產(chǎn)生2個(gè)不同的頻率。
19.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，所述振蕩器是平衡的。
20.如權(quán)利要求1所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，所述振蕩器是不平衡的。
21.一種用于無(wú)線電話的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，包含直流電壓調(diào)諧電路；串聯(lián)連接調(diào)諧電壓的一對(duì)電阻；第一變?nèi)荻O管和第二變?nèi)荻O管，各變?nèi)荻O管具有陽(yáng)極和陰極，所述第1變?nèi)荻O管的陽(yáng)極連接所述第2變?nèi)荻O管的陽(yáng)極，形成串聯(lián)變?nèi)荻O管電路，該串聯(lián)變?nèi)荻O管電路連接在所述電阻對(duì)之間；具有第1引線和第2引線并且并聯(lián)跨接該串聯(lián)變?nèi)荻O管電路的第1電感；連接所述第1電感的第1引線的第1電容；連接所述第1電感的第2引線的第2電容；連接所述第1電容的第2電感連接；連接在所述第2電感與所述第2電容之間的第3電感；連接在對(duì)低阻抗電容的連接點(diǎn)上的PIN二極管，使該P(yáng)IN二極管與低阻抗電容的連接與所述第2電容并聯(lián)；可切換地連接在偏壓與所述PIN二極管和所述低阻抗電容的連接點(diǎn)之間的電阻；與第2電感和第3電感的連接并聯(lián)的基帶振蕩器。
22.一種多頻段壓控振蕩器，其特征在于，包含靈敏度維持恒定的槽路，該槽路包含可調(diào)整的射頻阻抗；連接所述可調(diào)整射頻阻抗的PIN二極管，該二極管起高射頻阻抗與低射頻阻抗之間的開(kāi)關(guān)的作用；有選擇驅(qū)動(dòng)PIN二極管的開(kāi)關(guān)；對(duì)所述PIN二極管作出響應(yīng)的振蕩器電路。
23.如權(quán)利要求22所述的多頻段壓控振蕩器，其特征在于，還包含補(bǔ)償溫度變化的直流調(diào)諧電壓電路。
24.一種切換壓控振蕩器多個(gè)頻段的方法，其特征在于，包含提供具有射頻阻抗的槽路；通過(guò)利用由開(kāi)關(guān)激活的PIN二極管有選擇地把部分射頻阻抗短路，調(diào)整所述槽路的射頻阻抗；根據(jù)當(dāng)前用基帶振蕩器的射頻電感，改變壓控振蕩器的輸出。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，還包含對(duì)壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)諧，以考慮溫度差異。
全文摘要
一種壓控振蕩器(10),能工作于多頻段。1個(gè)或多個(gè)PIN二極管(20)與電感(38)并聯(lián),有選擇地將該電感短路。這樣就有選擇地按比例改變槽路(16)的射頻阻抗,從而為振蕩器(24)施加正確電壓,以產(chǎn)生正確頻率。
文檔編號(hào)H03B5/00GK1347587SQ00805660
公開(kāi)日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2000年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月29日
發(fā)明者P·S·坎泰三世, R·A·薩爾達(dá)尼亞, T·A·皮塔 申請(qǐng)人:高通股份有限公司