專(zhuān)利名稱(chēng)：多頻帶用電壓控制振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通信裝置所用的多頻帶電壓控制振蕩器背景技術(shù)近年來(lái)，移動(dòng)通信進(jìn)入迅速普及階段，僅靠原來(lái)所分配的頻帶已不足以提供業(yè)務(wù)，故而在1.5～2GHz帶區(qū)引入新頻率業(yè)務(wù)。因此，對(duì)于移動(dòng)通信終端要求能夠適應(yīng)這兩種頻帶區(qū)。另一方面，半導(dǎo)體技術(shù)也顯著進(jìn)步，在這種背景下，對(duì)移動(dòng)通信用振蕩器便要求可在至少3個(gè)頻段振蕩并適合作成半導(dǎo)體集成電路的電壓控制振蕩器。
下面說(shuō)明現(xiàn)有移動(dòng)通信裝置所用的多頻帶電壓控制振蕩器。現(xiàn)有的多頻帶電壓控制振蕩器如圖7所示，由約900MHz低頻段和約1800MHz高頻段可切換的諧振電路1；與該諧振電路1連接的振蕩電路2；與該振蕩電路2輸出連接的緩沖電路3；以及連接有該緩沖電路3輸出的輸出端子4所構(gòu)成。諧振電路1由變?nèi)荻O管5和電容器6的并聯(lián)連接體7、電感器8和電感器9的串聯(lián)連接體10再并聯(lián)連接的并聯(lián)連接體形成。
這里，變?nèi)荻O管5其靜電電容隨控制端子12所提供的控制電壓變化，使振蕩頻率連續(xù)可變。而控制端子12通過(guò)低通濾波器與PLL電路的輸出連接。
此外，頻段切換則是通過(guò)由頻段切換端子13將電源VCC或接地電位提供作為輸入，使電感器9并聯(lián)連接的電子開(kāi)關(guān)14通·斷，使電感器9兩端呈開(kāi)路·短路狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。
具體來(lái)說(shuō)，使高頻段頻率振蕩時(shí)，便使電子開(kāi)關(guān)14導(dǎo)通，使電感器9兩端短路，通過(guò)并聯(lián)連接體7和電感器8的并聯(lián)連接來(lái)輸出約1800Mhz的高頻。而使低頻段頻率振蕩時(shí)，便使電感器9兩端處于開(kāi)路狀態(tài)，通過(guò)并聯(lián)連接體7和串聯(lián)連接體10的并聯(lián)連接來(lái)輸出約900MHz的低頻。而且該振蕩器與PLL電路閉環(huán)連接用于移動(dòng)通信裝置。
但這種現(xiàn)有構(gòu)成，電子開(kāi)關(guān)14的切換只是就向頻段切換端子13提供電源Vcc或接地電位進(jìn)行切換，尤其是提供接地電位時(shí)難以提供真正的零電位，從而在微小的正電位狀態(tài)下工作。結(jié)果便存在電子開(kāi)關(guān)14因未完全截止而處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此造成振蕩頻率或振蕩電平其溫度特性處于不穩(wěn)定狀態(tài)這種問(wèn)題。
本發(fā)明正是解決這種問(wèn)題，其目的在于提供一種切換手段可靠通·斷的多頻帶用電壓控制振蕩器。
發(fā)明概述為了達(dá)到該目的，本發(fā)明的多頻帶用電壓控制振蕩器，構(gòu)成為設(shè)有與輸出振蕩晶體管的振蕩頻率的緩沖晶體管輸出連接的負(fù)電源生成電路；有選擇地切換該負(fù)電源生成電路的輸出和正電源的第2切換手段；從外部輸入一輸出頻率切換信號(hào)的模式切換電路，至少將所述振蕩晶體管、所述緩沖晶體管、所述負(fù)電源生成電路和所述模式切換電路集成在一個(gè)封裝內(nèi)，同時(shí)通過(guò)用所述第2切換手段的輸出控制所述第1切換手段的開(kāi)路·短路，從所述輸出端子有選擇地輸出低頻帶振蕩輸出和高頻帶振蕩輸出。
由此，可確實(shí)地使切換手段導(dǎo)通·截止。
而權(quán)項(xiàng)第2項(xiàng)所述的發(fā)明，使振蕩器為不平衡型的，因而適合封裝內(nèi)半導(dǎo)體部件數(shù)少的低消耗電流的高頻電路，而且適合小型化。
而權(quán)項(xiàng)第3項(xiàng)所述的發(fā)明，振蕩器為平衡型的，因而電源端子所流電流總是恒定的，可減小其他電路和振蕩信號(hào)泄漏造成的干擾妨礙。
而權(quán)項(xiàng)第4項(xiàng)所述的發(fā)明，由二極管形成第1切換手段，因而部件數(shù)減少，可實(shí)現(xiàn)小型化、低成本。
而權(quán)項(xiàng)第5項(xiàng)所述的發(fā)明，由晶體管形成第1切換手段，因而可減少控制電流。
而權(quán)項(xiàng)第6項(xiàng)所述的發(fā)明，提供給第2切換手段的正電源由經(jīng)集成封裝的電源端子提供，因而封裝不需要設(shè)有專(zhuān)用端子。
而權(quán)項(xiàng)第7項(xiàng)所述的發(fā)明，緩沖晶體管的集電極和電源間串聯(lián)連接有靠圖案形成的第3電感器和第4電感器，同時(shí)設(shè)有用第2切換手段的輸出使所述第4電感器兩端呈開(kāi)路·短路狀態(tài)的第3切換手段，所述第3電感器其長(zhǎng)度設(shè)定為相對(duì)較高的那個(gè)輸出頻帶的大致1/4波長(zhǎng)，同時(shí)所述第3電感器和所述第4電感器的合成圖案其長(zhǎng)度設(shè)定為相對(duì)較低的那個(gè)輸出頻帶的大致1/4波長(zhǎng)，通過(guò)不論第1輸出端子輸出的相對(duì)較高的頻率還是相對(duì)較低的頻率使緩沖晶體管負(fù)載其波長(zhǎng)為各自輸出頻率的1/4波長(zhǎng)，可高效率輸出振蕩輸出能量。
而權(quán)項(xiàng)第8項(xiàng)所述的發(fā)明，還包括第2振蕩晶體管的基板和集電極間連接的電感器和電容器的并聯(lián)連接體；連接有所述第2振蕩晶體管輸出的第2緩沖晶體管；連接有該第2緩沖晶體管輸出的第2輸出端子；將控制電壓加到形成所述電容器的第二變?nèi)荻O管上的控制端子；形成所述電感的第5電感器，由模式切換電路根據(jù)外部的切換信號(hào)有選擇地輸出第1輸出端子的輸出和所述第2輸出端子的輸出，可由模式切換電路從所述第1輸出端子輸出2個(gè)頻帶的頻率，從所述第2輸出端子輸出1個(gè)頻帶的頻率，由外部切換信號(hào)有選擇地輸出共計(jì)3個(gè)帶區(qū)的頻率。
而權(quán)項(xiàng)第9項(xiàng)所述的發(fā)明，使第1輸出端子通過(guò)頻率切換輸出的第1頻率與第2頻率之比在1.2以下，同時(shí)使所述第1頻率與第2輸出端子輸出的第3頻率之比在1.5以上，由于第1輸出端子輸出的第1頻率和第2頻率大致相等，因而形成第1振蕩電路的變?nèi)荻O管其頻率靈敏度大致相等。
而權(quán)項(xiàng)第10項(xiàng)所述的發(fā)明，從第1輸出端子輸出時(shí)，使第2振蕩晶體管停止振蕩，而從第2輸出端子輸出時(shí)，則使第1振蕩晶體管停止振蕩，由于使非選定的振蕩晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，因而輸出端子僅輸出單一的頻率，沒(méi)有不同的振蕩頻率彼此混合。
而權(quán)項(xiàng)第11項(xiàng)所述的發(fā)明，將第1輸出端子和第2輸出端子輸出的邏輯和輸出送至第3輸出端子，封裝外部不需要設(shè)置邏輯和電路，可對(duì)裝置整體的小型化作出貢獻(xiàn)。
而權(quán)項(xiàng)第12項(xiàng)所述的發(fā)明，將PLL電路與邏輯和電路的輸出連接，該P(yáng)LL電路也裝在同一封裝內(nèi)，由于PLL電路也裝在同一封裝內(nèi)，因而可謀求小型化和低成本。
而權(quán)項(xiàng)第13項(xiàng)所述的發(fā)明，與變?nèi)荻O管串聯(lián)或并聯(lián)連接設(shè)置第1電容器，靠該第1電容器兩端所連接的切換手段的開(kāi)路·短路使低頻段和高頻段的頻率靈敏度大致相等，可通過(guò)使與變?nèi)荻O管串聯(lián)或并聯(lián)連接的電容器兩端開(kāi)路·短路來(lái)設(shè)定低頻段和高頻段的頻率靈敏度相等。所以，將該振蕩器與PLL電路連接時(shí)，不必對(duì)PLL電路的低通濾波器準(zhǔn)備低頻段用和高頻段用這兩種用途，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的多頻帶用電壓控制振蕩器。
而且，在一個(gè)封裝中實(shí)現(xiàn)集成電路化，所以若與其他電路例如LNA、MIX等一起實(shí)現(xiàn)集成電路化，也可謀求小型化。
接下來(lái)權(quán)項(xiàng)第14項(xiàng)所述的發(fā)明，第2電容器與變?nèi)荻O管和第1電容器的連接體串聯(lián)連接，可由第二電容器適當(dāng)設(shè)定低頻段時(shí)的頻率靈敏度，同時(shí)可通過(guò)使切換手段呈開(kāi)路·短路狀態(tài)由所述第1電容器使高頻段頻率靈敏度與所述低頻段頻率靈敏度相等。
接下來(lái)權(quán)項(xiàng)第15項(xiàng)所述的發(fā)明，將第1電感器等分為大致相同的電感值，同時(shí)在該等分的電感器間連接有第2電感器，連接有切換手段的第2電感器兩側(cè)連接有經(jīng)過(guò)等分的第1電感器，因而切換手段對(duì)電源端子的影響較少，諧振電路的平衡度也較好。
接下來(lái)權(quán)項(xiàng)第16項(xiàng)所述的發(fā)明，與變?nèi)荻O管并聯(lián)連接電容器，可使變?nèi)荻O管的頻率靈敏度變得合適。
接下來(lái)權(quán)項(xiàng)第17項(xiàng)所述的發(fā)明，第1電感器和第2電感器由圖案形成，由于電感器由圖案形成，因而即便發(fā)生振動(dòng)，電感器的值也不變，從而在移動(dòng)通信用途方面發(fā)揮優(yōu)異性能。
接下來(lái)權(quán)項(xiàng)第18項(xiàng)所述的發(fā)明，對(duì)第1電感器微調(diào)來(lái)調(diào)整高頻段輸出頻率后，再對(duì)第2電感器微調(diào)來(lái)調(diào)整低頻段輸出頻率，可通過(guò)微調(diào)獨(dú)立調(diào)整高頻段和低頻段頻率。而且，電感器由圖案形成，因而調(diào)整后的頻率穩(wěn)定。
接下來(lái)權(quán)項(xiàng)第19項(xiàng)所述的發(fā)明，多層基板的內(nèi)層形成有電感器，同時(shí)該電感器的上層或下層被去除接地圖案，由于電感器附近沒(méi)有接地，因而可獲得Q值高的電感器，容易實(shí)現(xiàn)所需C/N特性。
接下來(lái)權(quán)項(xiàng)第20項(xiàng)所述的發(fā)明，多層基板的內(nèi)層形成有電感器，同時(shí)將該電感器其中一部分從通孔中導(dǎo)出表面，通過(guò)對(duì)所述電感器其中一部分微調(diào)來(lái)調(diào)整頻率，由于將電子部件當(dāng)中形狀較大的部件即電感器設(shè)置在基板內(nèi)的內(nèi)層，因而可實(shí)現(xiàn)小型化。而且，對(duì)于調(diào)整來(lái)說(shuō)由于使調(diào)整用電感器導(dǎo)出表面，因而頻率調(diào)整可很容易。
接下來(lái)權(quán)項(xiàng)第21項(xiàng)所述的發(fā)明，其切換手段在第1電容器和第2電容器的兩端分別連接開(kāi)關(guān)二極管，通過(guò)在這些開(kāi)關(guān)二極管兩端加上同一封裝內(nèi)所生成的電壓，來(lái)控制開(kāi)路·短路，由于可由簡(jiǎn)單電路實(shí)現(xiàn)，因而可謀求小型化和低成本。
接下來(lái)權(quán)項(xiàng)第21項(xiàng)所述的發(fā)明，第1電感器由一個(gè)電感元件形成，第1電感器為一個(gè)，可謀求小型化和低成本。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的多頻帶用電壓控制振蕩器的電路圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的多頻帶用電壓控制振蕩器的電路圖。
圖3為本發(fā)明的切換手段開(kāi)路時(shí)諧振電路的等效電路圖。
圖4為本發(fā)明的切換手段短路時(shí)諧振電路的等效電路圖。
圖5為本發(fā)明的頻段的說(shuō)明圖。
圖6為本發(fā)明的多層基板的分解立體圖。
圖7為現(xiàn)有移動(dòng)通信用振蕩器的電路圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下根據(jù)


本發(fā)明實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的多頻帶用電壓控制振蕩器的電路圖。用不平衡振蕩器說(shuō)明。在圖1中，21為振蕩晶體管、與緩沖晶體管作射－地放大連接，23是電容器、將振蕩晶體管21的集電極高頻接地，24是插入連接振蕩晶體管21基極和發(fā)射極之間的電容器，25是連接于發(fā)射極與大地間(高頻情況下為發(fā)射極與集電極間)的電容器，26是連接發(fā)射極與大地間的電阻。耦合電容27及諧振電路28(后述)串聯(lián)連接，接在振蕩晶體管21的基極與大地間(高頻情況下接在基－地之間)、形成科耳皮茲(Colpitts)型振蕩電路。
諧振電路20是將電容器31并聯(lián)連接在電容器29與變?nèi)荻O管30兩者的串聯(lián)連接體上，然后與由圖案形成的電感器32和33兩者的串聯(lián)連接體并聯(lián)連接而成，這里，電容器29和31是對(duì)變?nèi)荻O管30進(jìn)行靈敏度補(bǔ)正用的。電容器29是隔斷直流用的。變?nèi)荻O管30通過(guò)電感34與控制端子35連接，通過(guò)控制該控制端子35上所加的電壓，使變?nèi)荻O管30的靜電電容變化，從而控制諧振回路28的諧振頻率。本實(shí)施例中，使加到控制端子35上的電壓約在0.5V～2.5V內(nèi)變化，藉以控制振蕩頻率的變化幅度在80～100MHz范圍內(nèi)。36是連接在控制端子35與大地之間的旁路電容器。
由電容器37和二極管38的串聯(lián)連接體連接在電感器33兩端形成第1切換手段38a，37是隔斷直流用的電容器，二極管38的陽(yáng)極側(cè)，通過(guò)電感39接受來(lái)自第2切換手段40的正電壓或負(fù)電壓，從切換手段40以外的電壓供給時(shí)二極管38導(dǎo)通，電感33高頻時(shí)短路。具體來(lái)說(shuō)，諧振電路28的電感量只有電感器32，以高頻(例如1850～1990MHz)振蕩。而從切換手段40得到負(fù)電壓供給時(shí)二極管38斷開(kāi)，電感器33兩端高頻呈開(kāi)路狀態(tài)。具體來(lái)說(shuō)，諧振電路28的電感為電感器32和電感器33的串聯(lián)回路，以低頻(1710～1880MHz)振蕩。另外，這里作為切換手段38a用了二極管38，但這也可以如現(xiàn)有例所示用晶體管。用晶體管便可減少控制電流。
緩沖晶體管22的集電極，通過(guò)由圖案形成并串聯(lián)連接的電感器41和42與正電源43(例如3.0V)連接。44是連接正電源43和大地之間的旁路電容器。電感器42兩端連接著由電容器43、二極管46，電容器70順序串聯(lián)連接形成第3切換手段。這里，電感器41設(shè)定為相對(duì)較高的輸出頻率的1/4波長(zhǎng)，電感器41和電感器42的合成圖案長(zhǎng)度設(shè)定為相對(duì)較低的輸出頻率的1/4波長(zhǎng)。電容器45和電容器70是直流隔離用電容器。二極管46陽(yáng)極一側(cè)通過(guò)由圖案形成的電感器71與所述切換手段40連接，提供正電壓或負(fù)電壓。二極管46陰極一側(cè)通過(guò)由圖案形成的電感器接地。該電感器71和72為交流隔離用。這樣二極管46上沒(méi)有接地電位便提供負(fù)電位，因此能可靠導(dǎo)通·截止。
也就是說(shuō)，當(dāng)從切換手段40供電時(shí)，二極管46通路，電感器42兩端短路，因此這時(shí)緩沖晶體管22的負(fù)荷就只有電感器41，使高的輸出頻率的振蕩能量效率良好地輸出，而當(dāng)切換手段40提供負(fù)電源時(shí)二極管46不通。電感器42兩端開(kāi)路，因此這時(shí)緩沖器22的負(fù)荷為電感器41和42串聯(lián)狀態(tài)的負(fù)荷，使低頻振蕩能量效率良好的輸出。這里，高的頻率與低的頻率的比為1.3以下時(shí)緩沖晶體管22的集電極阻抗即使保持一定，得到的還是大致同樣的性能。
緩沖晶體管22的集電極經(jīng)輸出電路47連接到封裝48的端子49上。端子49經(jīng)電容器50連接到多頻帶用電壓控制振蕩器51的第1輸出端子52上。該第1輸出端子52輸出DCS(歐洲使用的移動(dòng)電話方式1800MHz)/PCS(美國(guó)使用的移動(dòng)電話方式1900MHz)用的頻率信號(hào)，也就是說(shuō)，經(jīng)切換手段40輸出正電源時(shí)，本機(jī)輸出高頻一方(PCS)的1850～1900MHz振蕩頻率的信號(hào)。而當(dāng)切換手段40送出負(fù)電源時(shí)，本機(jī)輸出的是低頻一方(DCS)1710～1880MHz的振蕩頻率信號(hào)。另外，48為實(shí)裝半導(dǎo)體集成電路的封裝，51是實(shí)施例1的多頻帶電壓控制振蕩器。
53是與正電源43連接的端子，從該端子供給封裝48內(nèi)各回路的電源及切換手段40的端子的電源，又，從端子53起順次經(jīng)開(kāi)關(guān)54、電阻55、56、57串接后接地，在電阻55與56的連接點(diǎn)上與緩沖晶體管22的基極相連引入偏壓。又，在電阻56與57的連接點(diǎn)上與振蕩晶體管21的基極相連，并引入偏壓，58為緩沖晶體管22的基極和大地之間連結(jié)的電容器，使緩沖晶體管以基接接地方式工作。再者，晶體管21、22都是NPN型晶體管。
再者，本實(shí)施例1還可以具有按另一種頻率振蕩的振蕩電路，該振蕩電路是按GSM(歐洲移動(dòng)電話方式)的頻率880～960MHz振蕩的，該種信號(hào)的輸出由第2輸出端子52a輸出。各元件的連接和工作與DCS/PCS相同者在原編號(hào)后會(huì)添加a，說(shuō)明從略。
這里，振蕩頻率是由電感器32a、電容器31及變?nèi)荻O管30a組成的并聯(lián)電路決定的，這時(shí)也可以通過(guò)加于控制端子35上的電壓，使變?nèi)荻O管30a的靜電電容量發(fā)生變化，從而控制其諧振頻率。電感器41a采用模塊化，同時(shí)按GSM的輸出頻率880～960MHz的大約1/4波長(zhǎng)，使振蕩能量效率良好的輸出到第2輸出端子52a。
本DCS/PCS的輸出和GSM的輸出可取得邏輯和信號(hào)并與封裝48的端子59連接，該端子59的信號(hào)通過(guò)器60，接到端子61，該端子61上的信號(hào)接到PLL電路的比較輸入端子。該P(yáng)LL電路也可以在封裝內(nèi)形成，藉此可使多頻帶用電壓控制振蕩器產(chǎn)品小型化。
在輸出電路47 DCS/PCS的輸出和GSM的輸出取得有邏輯和信號(hào)，輸入到負(fù)電源生成電路67生成負(fù)電源，該負(fù)電源輸入到切換手段40的另一個(gè)端子，這樣，共通通子通過(guò)封裝48的端子68提供給二極管38和46。
62和63是外部來(lái)的切換振蕩頻率信號(hào)的輸入端子，分別與封裝端子64、65相連，此信號(hào)輸入模式切換電路66，控制切換手段40、開(kāi)關(guān)54、54a，即切換信號(hào)在指定DCS時(shí)，同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)54，并斷開(kāi)關(guān)54a，僅DCS/PCS側(cè)處于工作狀態(tài)，令切換手段40選擇的電壓側(cè)作為PCS側(cè)，二極管38、46閉合、電感器38及42的兩端短接，切換信號(hào)指定GSM時(shí)開(kāi)關(guān)54開(kāi)斷，同時(shí)開(kāi)關(guān)54a閉合，只有GSM側(cè)處于工作狀態(tài)。
這樣，用封裝48內(nèi)振蕩的振蕩頻率生成負(fù)電源，因此就沒(méi)有必要從外部供負(fù)電壓。又該負(fù)電壓可用切換手段切換成正電壓，封裝48上的端子68一點(diǎn)也沒(méi)有用，正負(fù)二種電源都能供，另外正電源也可從端子53獲得，因此專(zhuān)用的端子也就沒(méi)有必要了。
本實(shí)施例中，可將用頻率切換從第1輸出端子52輸出的第1頻率DCS與第二頻率PCS之比設(shè)置為約1.1，又第一頻率與第2輸出端子52a輸出的第3頻率GSM之比設(shè)置為約為2，這樣，從第1輸出端子52輸出的第1頻率與第2頻率大致相等，因而，形成第1振蕩回路的變?nèi)荻O管30的頻率靈敏度大致相等，因此，如第二實(shí)施例所說(shuō)明的那樣，沒(méi)必要因頻帶的不同而切換頻率靈敏度。
再者，在圖1中，50a、58a、23a、24a、25a、27a、29a、36a為電容器，72、55a、56a、57a、34a為電感器，53為端子，21a、22a為晶體管。
(實(shí)施例2)下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例2，根據(jù)附圖用平衡型振蕩器為例進(jìn)行說(shuō)明。
圖2是本發(fā)明的多頻帶用電壓控制振蕩器的電路圖，用晶體管形成的平衡型放大電路121中，在一方端子A的另一方端子B之間連接著由電感器和電容器形成的諧振電路122，在形成該諧振電路122的電感器123的兩端連接著切換手段124，上述端子A通過(guò)由晶體管形成的緩沖電路125當(dāng)輸出端子126相連，另一方的端子B則通過(guò)由晶體管形成的緩沖電路127與輸出端子128相連，因此，緩沖電路125與緩沖電路127為同一個(gè)電路，還有，這些晶體管也可以用FET。
平衡放大電路121中從引入到電感器123的中間點(diǎn)的電源Vcc，通過(guò)電感器123的一半和電感器144，與晶體管135的集電極相連，另外，通過(guò)電感器123的另一半和電感器143與晶體管134的集電極相連，另外，該晶體管134和135的發(fā)射極相連并通過(guò)恒電流源136接地。晶體管134的基極通過(guò)電容器139與晶體管135的集電極相連同時(shí)也與端子A連接，同樣，晶體管135的基極通過(guò)電容器139，與晶體管134的集電極相連，同時(shí)也與端子B連接，140是跨接在電源Vcc與大地之間的旁路電容器。
諧振電路122，是在端子A和端子B之間電感與電容并聯(lián)形成的，而該電感是由圖案形成的電感器142。圖案形成的電感器123以及圖案形成的電感器143這樣的順序連接構(gòu)成，電感142與143具有相同的電感值，用于高頻帶例如1800MHz帶的頻率振蕩時(shí)所用，而這些電感按電感142、143、123這樣的順序串聯(lián)連接時(shí)用于低頻帶例如900MHz帶的頻率振蕩時(shí)所用。
再者，為了減小實(shí)裝面積，電感器142和143作為一個(gè)電感而在某個(gè)位置繞制的也有。
諧振電路122的電容按低頻段頻率靈敏度調(diào)整電容器147、變?nèi)荻O管148、高頻段頻率靈敏度調(diào)整電容器149、直流隔離用電容器144的順序連接著，并且變?nèi)荻O管148的兩端跨接著為補(bǔ)正該變?nèi)荻O管148頻率靈敏度的電容器150，其陰極側(cè)通過(guò)電感器151(用電阻也可)與控制端子152連接，再有電容器147還具有直流隔離功能。
這里，如對(duì)控制端子152施加控制電壓，電流將循電感器151、變?nèi)荻O管148、電阻153而流動(dòng)，變?nèi)荻O管148兩端的電壓就會(huì)產(chǎn)生，因此只要改變控制端子152上所加電壓，變?nèi)荻O管148上電壓就會(huì)變化，變?nèi)荻O管148的靜電電容量也就變化。
124是切換手段，在電感器123兩端跨接著電容器154、二極管155、電容器138按此順序串聯(lián)的旁路，電容器154與二極管155的陰極側(cè)連接點(diǎn)起經(jīng)過(guò)電阻156與開(kāi)關(guān)電路161的共同端子相連接，同時(shí)經(jīng)電容158而接地，另外，電容器138與二極管155的的陽(yáng)極側(cè)連接點(diǎn)起經(jīng)電阻159與大地相通。
在電容器149的兩端跨接著電容器162、二極管163、電容器119按此順序串聯(lián)的旁路，同時(shí)在二極管陽(yáng)極側(cè)接點(diǎn)起經(jīng)電阻164與前述的開(kāi)關(guān)電路161的共同端子相接，另外，電容器119與二極管163的陰極側(cè)相交經(jīng)電阻141接地、這里電容器158為旁路電容，電容器154、138、162、119是直流隔離用電容器。再有，與二極管163并聯(lián)連接的電容器149在本實(shí)施例中與變?nèi)荻O管148串聯(lián)連接但這即使與變?nèi)荻O管148并聯(lián)連接，也能使低頻段和高頻段的頻率靈敏度大致相等。
振蕩信號(hào)經(jīng)緩沖回路125、127后經(jīng)平衡·不平衡變換回路157，與負(fù)電源生成電路160相連接該負(fù)電源生成電路160的負(fù)電源輸出開(kāi)關(guān)電路161的某一端子相連接的同時(shí)，其另外的端子與正電源Vcc相連接。這里，晶體管134、135，恒電流源136、緩沖電路125、127負(fù)電源生成電路160、開(kāi)關(guān)電路161都集成安裝在同一封裝內(nèi)。
因此，由于用了振蕩器輸出能量的一部分生成的負(fù)電源及用從外部供給的正電源來(lái)使用半導(dǎo)體制成的開(kāi)關(guān)電路161進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，由二極管155、163所形成的開(kāi)關(guān)電路就能可靠地合上和斷開(kāi)，因此，由于二極管155、163的通·斷不完全，振蕩頻率和振蕩電平的溫度特性得以穩(wěn)定。
另外，負(fù)電源能在封裝內(nèi)生成，就沒(méi)有必要從外部供給負(fù)電源，而且，負(fù)電源是在同一封裝內(nèi)用振蕩的振蕩器的振蕩頻率信號(hào)因此也沒(méi)有必要另外設(shè)置負(fù)電源用的振蕩器。
如上所述構(gòu)成的多頻帶用電壓控制振蕩器中若將開(kāi)關(guān)電路161用另外的端子接某一正電源，二極管155便斷開(kāi)，同時(shí)二極管163短接，也就是說(shuō)，這時(shí)的等效電路將如圖3所示。
圖3中，設(shè)電感器142、123和143為串聯(lián)連接的串聯(lián)連接體165、電容器150及變?nèi)荻O管148為并聯(lián)連接的并聯(lián)連接體166，此并聯(lián)連接體166與電容器147串聯(lián)連接稱(chēng)為串聯(lián)連接體16下端子A、B間的阻抗將決定于串聯(lián)連接體165與串聯(lián)連接體167。因此，這時(shí)的諧振頻率將取決于電感型的串聯(lián)連接中165與電容型的串聯(lián)連接體167的并聯(lián)諧振頻率，因此使加于控制端子152上的控制電壓可變，就能令低頻帶的頻率可變，該低頻帶示于本實(shí)施例的圖5中的180，用頻率約900MHz的控制電壓，頻率可變幅183為80MHz，圖5中橫軸為頻率、縱軸為輸出電平。
又，將圖2中開(kāi)關(guān)電路161投向某帶負(fù)電源的端子時(shí)，二極管155通路，同時(shí)二極管163斷開(kāi)，即，此時(shí)的等價(jià)電路如圖4所示。
圖4中，電感器142、143串聯(lián)連接稱(chēng)為串聯(lián)連接體169、電容器150、變?nèi)荻O管148并聯(lián)連接稱(chēng)為并聯(lián)連接體166、該并聯(lián)連接體166與電容器147、149串聯(lián)連接稱(chēng)為串聯(lián)連接體170。
端子AB間的阻抗應(yīng)為串聯(lián)連接體169和串聯(lián)連接體170的并聯(lián)值。因此，該時(shí)的諧振頻率應(yīng)是電感性的串聯(lián)連接體169與電容性的串聯(lián)連接體170的并聯(lián)諧振頻率，因此施加在控制端子152上，使控制電壓可變，藉此可以改變高頻帶的頻率，該高頻帶如本實(shí)施例的圖5中182所示，用頻率為1800MHz的控制電壓其頻率可變幅183為170MHz，圖5中，橫為為頻率、縱軸為輸出電平。
再有低頻帶在GSM制式下為900MHz央AMPS(美國(guó)制式的800MHz帶攜帶電話方式)制式為800MHz帶(824MHz～894MHz)又，高頻帶在DCS制式的1800MHz PCS制式時(shí)為1900MHz帶(1850MHz～1990MHz)。
圖6為本發(fā)明的多頻帶用電壓控制振蕩器用的多層基板171的分解立體圖，圖六十171為多層基板171的裝有電子元件的第1層表面，173是第二層，全表面裝設(shè)有接地模174、175是第3層，設(shè)有形成圖形模的電感176、177是第4層全表面設(shè)有接地模板178。
176a是從電感器176經(jīng)過(guò)通孔179導(dǎo)出到第一層的電感器的一部分，該電容器的一部分的176a具有電感器176電感量約1/10的電感量以達(dá)到能確實(shí)地覆蓋其調(diào)整范圍，藉此，利用176的一部分使之導(dǎo)出到多層基板的表面，使電感量的調(diào)整易行。
這里，電感器176的上面一層是第2層173的形成圖模的接地174，為了提高電感器176的Q值在與其對(duì)應(yīng)部位設(shè)置地圖模的無(wú)圖模區(qū)174a，又，電感器176的下面一層為第4層177的形成圖模的接地部176的下面一層為第4層177的形成圖模的接地部178，與上面同樣的理由，為了提高電感器176的Q值，在與其對(duì)應(yīng)的部位也設(shè)置地圖模的無(wú)圖模區(qū)178a。
這樣，把電感的大部分形成在多層基板171的內(nèi)層中，因此可以實(shí)現(xiàn)小型化，另外，該電感176是模型化形成的即使有振動(dòng)電感值也不會(huì)變化，用在移動(dòng)通信用的多頻帶電壓控制振蕩器中其優(yōu)越性得到了充分的發(fā)揮。
再者，該電感器176及其一部分的176a對(duì)應(yīng)于圖2的電感器123、142、143都適用。
為以上所說(shuō)明的，本實(shí)施例的多頻帶用電壓控制振蕩器，利用振蕩輸出生成負(fù)電源，該負(fù)電源在開(kāi)關(guān)電路161中可交替切換供電感器155及163，使二極管155、163得以確切可靠地進(jìn)行斷開(kāi)/閉合操作，又，作低頻帶頻率靈敏度調(diào)整的電容器147及作高頻帶頻率靈敏度調(diào)整的電容器149使之各具有獨(dú)立進(jìn)行的能力，依靠這些電感器147、149在對(duì)高頻帶和低頻帶頻率靈敏度能各自獨(dú)立設(shè)定的同時(shí)還能使高頻帶及低頻帶的頻率靈敏度相等。
又，由于采用平衡型的振蕩器，流經(jīng)電流Vcc的電流經(jīng)常保持恒定，對(duì)其他電路的干擾和妨礙能變得很少，藉此，由于高頻化和多功能化因此只用以往同樣的占有面積實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜化非以避免的移動(dòng)通信裝置的高頻振蕩器是可能的。
又，使電感器142、143具有大致相同的電感值，并在其間連接電感器123，因此在電感器123的中間點(diǎn)上連接切換手段124并接入電源Vcc，這樣，其二側(cè)分別連接著電感器142和143，切換手段124的影響得到減小，同時(shí)諧振電路的平衡度也良好。
又，初始時(shí)可將電感器123用二極管155短接對(duì)電感器142或143進(jìn)行細(xì)調(diào)，使高頻帶的頻率能獨(dú)立進(jìn)行調(diào)整，然后放二極管155斷開(kāi)，對(duì)電感器123微調(diào)，使低頻帶的頻率能獨(dú)立進(jìn)行調(diào)整。
又，在變?nèi)荻O管148兩端并聯(lián)連接著電容器150，因此使變?nèi)荻O管148的頻率敏感器的補(bǔ)正能易于進(jìn)行。
又，在一個(gè)封裝內(nèi)，電路實(shí)現(xiàn)了集成化，如果其它電路例如LNA和MIX等也都能集成化，可望更小型化。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明中設(shè)有連接于緩沖晶體管輸出側(cè)的負(fù)電源生成電路、可對(duì)該負(fù)電源生成電路的輸出和對(duì)正電源進(jìn)行切換選擇的第二切換手段、輸入來(lái)自外部的輸出頻率切換信號(hào)的狀態(tài)切換電路。
在一個(gè)封裝內(nèi)集成安裝，至少有所述振蕩晶體管和所述緩沖晶體管，所述負(fù)電源生成電路和所述狀態(tài)切換電路，同時(shí)通過(guò)用所述第2切換手段的輸出控制第1切換手段的斷開(kāi)/閉合從所述輸出端子可對(duì)低頻帶的振蕩輸出及高頻帶的振蕩輸出選擇輸出的多頻帶用電壓控制振蕩器，以本振器的輸出生成的負(fù)電源、來(lái)自外部的正電源供給，用半導(dǎo)體形成的令運(yùn)送手段斷開(kāi)/閉合、能使切換手段確切地?cái)嚅_(kāi)/閉合，因此，由于切換手段的斷開(kāi)/閉合不完全，故振蕩頻率和振蕩電平的溫度特性穩(wěn)定。
又，由于負(fù)電源在本機(jī)封裝內(nèi)生成，故沒(méi)有必要從外部供入負(fù)電源。
而且，由于負(fù)電源用的是本封裝內(nèi)起振的振蕩器的振蕩頻率，故沒(méi)有必要特別設(shè)置負(fù)電源用的振蕩器。
再有由于可用狀態(tài)切換電路在本封裝內(nèi)切換正電源和負(fù)電源，其信號(hào)插件只要一個(gè)即可，因此可削減箱內(nèi)的插件數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，構(gòu)成為包括振蕩晶體管的基極和集電極間并聯(lián)連接有電感器和電容器的諧振電路；連接有所述振蕩晶體管輸出的緩沖晶體管；連接有該緩沖晶體管輸出的第1輸出端子；將控制電壓加到形成所述電容器的變?nèi)荻O管上的控制端子；在形成所述電感器的第1電感器和第2電感器的串聯(lián)連接體當(dāng)中使所述第2電感器兩端呈開(kāi)路·短路狀態(tài)、并由半導(dǎo)體形成的第1切換手段，并設(shè)有與所述緩沖晶體管輸出連接的負(fù)電源生成電路；有選擇地切換該負(fù)電源生成電路的輸出和正電源的第2切換手段；從外部輸入一輸出頻率切換信號(hào)的模式切換電路，至少將所述振蕩晶體管、所述緩沖晶體管、所述負(fù)電源生成電路和所述模式切換電路集成在一個(gè)封裝內(nèi)，同時(shí)通過(guò)用所述第2切換手段的輸出控制所述第1切換手段的開(kāi)路·短路，從所述輸出端子有選擇地輸出低頻帶振蕩輸出和高頻帶振蕩輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，由振蕩晶體管和諧振電路形成的振蕩器為不平衡型振蕩器。
3.如權(quán)利要求1所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，由振蕩晶體管和諧振電路形成的振蕩器為平衡型振蕩器。
4.如權(quán)利要求1所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，第1切換手段由二極管形成。
5.如權(quán)利要求1所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，第1切換手段由晶體管形成。
6.如權(quán)利要求1所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，提供給第2切換手段的正電源由經(jīng)集成封裝的電源端子提供。
7.一種多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，構(gòu)成為包括振蕩晶體管的基極和集電極間并聯(lián)連接有電感器和電容器的諧振電路；連接有所述振蕩晶體管輸出的緩沖晶體管；連接有該緩沖晶體管輸出的第1輸出端子；將控制電壓加到形成所述電容器的變?nèi)荻O管上的控制端子；在形成所述電感器的第1電感器和第2電感器的串聯(lián)連接體當(dāng)中使所述第2電感器兩端呈開(kāi)路·短路狀態(tài)、并由半導(dǎo)體形成的第1切換手段，并設(shè)有與所述緩沖晶體管輸出連接的負(fù)電源生成電路；有選擇地切換該負(fù)電源生成電路的輸出和正電源的第2切換手段；從外部輸入一輸出頻率切換信號(hào)的模式切換電路，至少將所述振蕩晶體管、所述緩沖晶體管、所述負(fù)電源生成電路和所述模式切換電路集成在一個(gè)封裝內(nèi)，同時(shí)通過(guò)用所述第2切換手段的輸出控制所述第1切換手段的開(kāi)路·短路，從所述輸出端子有選擇地輸出低頻帶振蕩輸出和高頻帶振蕩輸出，所述緩沖晶體管的集電極和電源間串聯(lián)連接有靠圖案形成的第3電感器和第4電感器，同時(shí)設(shè)有用第2切換手段的輸出使所述第4電感器兩端呈開(kāi)路·短路狀態(tài)的第3切換手段，所述第3電感器其長(zhǎng)度設(shè)定為相對(duì)較高的那個(gè)輸出頻帶的大致1/4波長(zhǎng)，同時(shí)所述第3電感器和所述第4電感器的合成圖案其長(zhǎng)度設(shè)定為相對(duì)較低的那個(gè)輸出頻帶的大致1/4波長(zhǎng)。
8.一種多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，構(gòu)成為包括第一振蕩晶體管的基極和集電極間并聯(lián)連接有電感器和電容器的諧振電路；連接有所述第一振蕩晶體管輸出的第一緩沖晶體管；連接有該第一緩沖晶體管輸出的第1輸出端子；將控制電壓加到形成所述電容器的變?nèi)荻O管上的控制端子；在形成所述電感器的第1電感器和第2電感器的串聯(lián)連接體當(dāng)中使所述第2電感器兩端呈開(kāi)路·短路狀態(tài)、并由半導(dǎo)體形成的第1切換手段，并設(shè)有與所述第一緩沖晶體管輸出連接的負(fù)電源生成電路；有選擇地切換該負(fù)電源生成電路的輸出和正電源的第2切換手段；從外部輸入一輸出頻率切換信號(hào)的模式切換電路，至少將所述振蕩晶體管、所述第一緩沖晶體管、所述負(fù)電源生成電路和所述模式切換電路集成在一個(gè)封裝內(nèi)，同時(shí)通過(guò)用所述第2切換手段的輸出控制所述第1切換手段的開(kāi)路·短路，從所述第一輸出端子有選擇地輸出低頻帶振蕩輸出和高頻帶振蕩輸出，構(gòu)成為還設(shè)有第2振蕩晶體管的基板和集電極間連接的電感器和電容器的并聯(lián)連接體；連接有所述第2振蕩晶體管輸出的第2緩沖晶體管；連接有該第2緩沖晶體管輸出的第2輸出端子；將控制電壓加到形成所述電容器的第二變?nèi)荻O管上的控制端子；形成所述電感的第5電感器，由模式切換電路根據(jù)外部的切換信號(hào)有選擇地輸出第1輸出端子的輸出和所述第2輸出端子的輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，使第1輸出端子通過(guò)頻率切換輸出的第1頻率與第2頻率之比在1.2以下，同時(shí)使所述第1頻率與第2輸出端子輸出的第3頻率之比在1.5以上。
10.如權(quán)利要求8所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，從第1輸出端子輸出時(shí)，使第2振蕩晶體管停止振蕩，而從第2輸出端子輸出時(shí)，則使第1振蕩晶體管停止振蕩。
11.如權(quán)利要求8所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，將第1輸出端子和第2輸出端子輸出的邏輯和輸出送至第3輸出端子。
12.如權(quán)利要求10所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，將PLL電路與邏輯和電路的輸出連接，該P(yáng)LL電路也裝在同一封裝內(nèi)。
13.如權(quán)利要求8所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，構(gòu)成為包括振蕩晶體管的基極和集電極間并聯(lián)連接有電感器和電容器的諧振電路；連接有所述振蕩晶體管輸出的緩沖晶體管；連接有該緩沖晶體管輸出的第1輸出端子；將控制電壓加到形成所述電容器的變?nèi)荻O管上的控制端子；在形成所述電感器的第1電感器和第2電感器的串聯(lián)連接體當(dāng)中使所述第2電感器兩端呈開(kāi)路·短路狀態(tài)、并由半導(dǎo)體形成的第1切換手段，并設(shè)有與所述緩沖晶體管輸出連接的負(fù)電源生成電路；有選擇地切換該負(fù)電源生成電路的輸出和正電源的第2切換手段；從外部輸入一輸出頻率切換信號(hào)的模式切換電路，至少將所述振蕩晶體管、所述緩沖晶體管、所述負(fù)電源生成電路和所述模式切換電路集成在一個(gè)封裝內(nèi)，同時(shí)通過(guò)用所述第2切換手段的輸出控制所述第1切換手段的開(kāi)路·短路，從所述輸出端子有選擇地輸出低頻帶振蕩輸出和高頻帶振蕩輸出，由所述振蕩晶體管和諧振電路形成的振蕩器為平衡型振蕩器，與變?nèi)荻O管串聯(lián)或并聯(lián)連接設(shè)置第1電容器，靠該第1電容器兩端所連接的切換手段的開(kāi)路·短路使低頻段和高頻段的頻率靈敏度大致相等。
14.如權(quán)利要求13所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，第2電容器與變?nèi)荻O管和第1電容器的連接體串聯(lián)連接。
15.如權(quán)利要求13所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，將第1電感器等分為大致相同的電感值，同時(shí)在該等分的電感器間連接有第2電感器。
16.如權(quán)利要求13所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，與變?nèi)荻O管并聯(lián)連接有電容器。
17.如權(quán)利要求13所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，第1電感器和第2電感器由圖案形成。
18.如權(quán)利要求17所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，對(duì)第1電感器微調(diào)來(lái)調(diào)整高頻段輸出頻率后，再對(duì)第2電感器微調(diào)來(lái)調(diào)整低頻段輸出頻率。
19.如權(quán)利要求18所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，多層基板的內(nèi)層形成有電感器，同時(shí)該電感器的上層或下層被去除接地圖案。
20.如權(quán)利要求18所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，多層基板的內(nèi)層形成有電感器，同時(shí)將該電感器其中一部分從通孔中導(dǎo)出表面，通過(guò)對(duì)所述電感器其中一部分微調(diào)來(lái)調(diào)整頻率。
21.如權(quán)利要求13所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，切換手段在第1電容器和第2電容器的兩端分別連接開(kāi)關(guān)二極管，通過(guò)在這些開(kāi)關(guān)二極管兩端加上同一封裝內(nèi)所生成的電壓，來(lái)控制開(kāi)路·短路。
22.如權(quán)利要求13所述的多頻帶用電壓控制振蕩器，其特征在于，第1電感器由一個(gè)電感元件形成。
全文摘要
本發(fā)明目的在于獲得一種切換手段可靠通、斷的多頻帶用電壓控制振蕩器。于是,為了達(dá)到此目的,本發(fā)明構(gòu)成為,設(shè)置與輸出振蕩晶體管(21)的振蕩頻率的緩沖晶體管(22)的輸出連接的負(fù)電源生成電路(67);有選擇地切換該負(fù)電源生成電路(67)的輸出和正電源的切換手段(40);從外部輸入一輸出頻率切換信號(hào)的模式切換電路(66),通過(guò)用所述切換手段(40)的輸出控制第1切換手段(38a)的開(kāi)路、短路,從輸出端子(49)有選擇地輸出低頻帶振蕩輸出和高頻帶振蕩輸出。
文檔編號(hào)H03B5/12GK1358347SQ01800059
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月12日
發(fā)明者赤冢輝元 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社