專利名稱：振蕩電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線發(fā)送機(jī)及接收機(jī)等的振蕩電路。
背景技術(shù)：
在AM接收機(jī)、FM接收機(jī)等中，本機(jī)振蕩電路生成具有相對于接收信號為 定的頻率差的信號，混合接收信號和本機(jī)振蕩信號，轉(zhuǎn)換成規(guī)定的中間頻率信號。
即使是將AM接收機(jī)、FM接收機(jī)的電路IC化的場合，本機(jī)振蕩電路，由于為獲得所期望的振蕩頻率信號的電容的電容量和電感的值變得很大，電容和電感在IC內(nèi)部很難形成，必須外置在接收機(jī)用IC所裝載的基板中。
因此，除接收機(jī)、或發(fā)送機(jī)用IC外，還需要外置部件，有部件成本、組裝成本變高的問題。而且，還有基板上需要有安裝電容和線圈等的空間，基板尺寸變大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是，減少在半導(dǎo)體集成電路上作成的振蕩電路的外置部件。
本發(fā)明的振蕩電路，具備振蕩部，具有電感和可變電容元件，生成頻率為目標(biāo)頻率n倍的信號；分頻電路，將上述振蕩部生成的信號1/n分頻；在半導(dǎo)體集成電路基板上，形成包含上述電感和可變電容元件的振蕩部及分頻電路。
本發(fā)明的其他振蕩電路，具備振蕩部，具有電感和可變電容元件，生成頻率為目標(biāo)頻率n倍的信號；控制電壓生成電路，生成控制上述振蕩部的振蕩頻率的控制電壓，并輸出到上述振蕩部；分頻電路，將上述振蕩部生成的信號1/n分頻；在半導(dǎo)體集成電路基板上，形成包含上述電感和可變電容元件的振蕩部、控制電壓生成電路及分頻電路。
根據(jù)上述發(fā)明，可在半導(dǎo)體集成電路基板上，形成包含可變電容元件及電感的振蕩電路的部件。從而，由于不需要將半導(dǎo)體集成電路基板上形成的振蕩電路的電感和可變電容元件外置，可降低部件成本及組裝成本。另外，由于在半導(dǎo)體集成電路基板上形成振蕩電路的部件，不需外置部件，安裝半導(dǎo)體集成電路的基板可小型化。
上述發(fā)明中，上述振蕩部，由多個MOSFET、電感和可變電容元件組成。
通過這樣構(gòu)成，可在半導(dǎo)體集成電路基板上，形成振蕩電路的電感和可變電容元件。
上述發(fā)明中，上述振蕩部，由多個MOSFET、電感、電容和可變電容元件組成；上述控制電壓生成電路，將使上述可變電容元件的電容改變的控制電壓輸出到該可變電容元件，控制上述振蕩部的振蕩頻率。
通過這樣構(gòu)成，通過控制電壓生成電路輸出的控制電壓使可變電容元件的電容改變，可控制振蕩部的振蕩頻率為目標(biāo)頻率的n倍。
上述發(fā)明中，上述振蕩部，由第1及第2MOSFET、電感、電容和可變電容元件組成；上述第1MOSFET的源極或漏極與電感和電容連接，上述第1MOSFET的柵極與上述第2MOSFET的源極或漏極連接，上述第2MOSFET的柵極與上述第1MOSFET的源極或漏極連接，上述第1MOSFET的源極或漏極經(jīng)由上述電容與上述可變電容元件連接。
通過這樣構(gòu)成，可在半導(dǎo)體集成電路基板上形成振蕩部，即第1及第2MOSFET、電感、電容及可變電容元件。
上述發(fā)明中，將上述控制電壓生成電路輸出的控制電壓供給上述可變電容元件，改變該可變電容元件的電容，控制振蕩頻率。
通過這樣構(gòu)成，改變控制電壓生成電路輸出的控制電壓，可將振蕩部的振蕩頻率設(shè)定為目標(biāo)頻率的n倍。
上述發(fā)明中，上述可變電容元件由MOSFET作成。
通過這樣構(gòu)成，可在半導(dǎo)體集成電路基板上作成可變電容元件。
上述發(fā)明中，上述控制電壓生成電路，檢測將上述振蕩部生成的信號分頻后的信號和基準(zhǔn)信號的相位差，輸出相位差對應(yīng)的控制電壓。
根據(jù)這樣構(gòu)成，可使振蕩部生成的頻率為目標(biāo)頻率n倍的信號的相位與基準(zhǔn)信號的相位同步，可將振蕩部的振蕩頻率的精度提高到基準(zhǔn)信號的頻率精度。
上述發(fā)明中，上述控制電壓生成電路由PLL合成器電路構(gòu)成，PLL合成器電路組成如下可編程計數(shù)器；相位檢波電路，比較該可編程計數(shù)器輸出的信號和基準(zhǔn)信號之間相位；低通濾波器，阻止該相位檢波電路輸出的信號的高頻分量，將直流控制電壓輸出到上述振蕩部。
通過這樣構(gòu)成，可將振蕩部的振蕩頻率的精度提高到基準(zhǔn)信號的頻率精度。另外，通過變更可編程計數(shù)器中設(shè)定的指定分頻比的數(shù)據(jù)，可任意設(shè)定振蕩頻率。
上述發(fā)明中，上述分頻電路，包含占空比為50％分頻電路。
通過這樣構(gòu)成，可令分頻電路1/n分頻后的信號的諧波為奇次諧波分量。從而，例如，根據(jù)1/n頻率的信號將接收信號轉(zhuǎn)換成中間周波信號時，后級的濾波器可只除去奇次諧波，濾波器的構(gòu)成變簡單，可減少半導(dǎo)體集成電路基板上形成的濾波器的面積。


圖1是實施例的振蕩部的電路圖。
圖2是表示振蕩電路和混合電路的方塊圖。
發(fā)明的最佳實施例以下，參照圖面說明本發(fā)明的實施例。圖1是表示本發(fā)明實施例的AM、FM接收機(jī)用IC的振蕩部的電路的構(gòu)成圖。該AM、FM接收機(jī)用IC是通過CMOS工藝制造。
如圖1所示，2個P溝道MOSFET(MOS晶體管)12、13的柵極G，相互與對方的漏極D連接，源極S共同連接到恒流源14。恒流源14的另外一端與電源Vd連接。
MOSFET12的漏極D與電感(電感器、線圈)L1和電容C1連接，電感L1的另一端接地，電容C1的另一端，與MOSFET15構(gòu)成的電壓控制型可變電容元件(可變電容元件)連接。也可以將變?nèi)荻O管作為可變電容元件使用。電感L1由，例如，在MOS集成電路基板上形成多角形的蝸卷狀的布線圖案而形成。
MOSFET13的漏極D接地。另外，MOSFET13的柵極G與MOSFET12的漏極D(與電感L1的連接點(diǎn))連接。
MOSFET12的漏極D與電容C1連接，該電容C1的另一端與N溝道MOSFET15的柵極G連接。
控制電壓Vt經(jīng)由電阻R1輸入MOSFET15的柵極G，漏極D和源極S接地。
該場合，MOSFET15作為電壓控制型可變電容元件動作，通過改變控制電壓Vt，可使MOSFET15的柵極G和源極S(以及漏極D)間的電容量改變。
上述MOSFET12、13，電感L1，電容C1及MOSFET15構(gòu)成由LC振蕩電路組成的振蕩部11。
例如，通過將振蕩部11的振蕩頻率選定為目標(biāo)頻率的約100倍的1GHz，由振蕩部11的電容C1和MOSFET15構(gòu)成的可變電容元件的電容和電感L1的值可設(shè)定為較小，可在MOS集成電路基板上形成這些元件。
從而，LC振蕩電路的電容C1、可變電容元件(MOSFET15)及電感L1可在MOS集成電路基板上形成，不需要外置電容(包含可變電容元件)和線圈(電感)。
MOSFET12的漏極D與電容C2連接，該電容C2的另一端與運(yùn)算放大器16的非反相輸入端子連接。運(yùn)算放大器16的反相輸入端子接地。
接著，說明如上構(gòu)成的振蕩部11的動作?，F(xiàn)在，假設(shè)MOSFET12為導(dǎo)通狀態(tài)，通過MOSFET12的源極、漏極，在電感L1及電容C1流過電流。此時，MOSFET13的柵極施加了MOSFET12的漏極電壓，由于MOSFET13為截止?fàn)顟B(tài)，MOSFET12的漏極電壓通過MOSFET13的柵極G和漏極D，反饋到MOSFET12的源極，電路振蕩。通過改變施加于MOSFET15的柵極的控制電壓Vt，該LC振蕩電路的振蕩頻率也可改變。
接著，圖2是表示振蕩部11、PLL合成器(控制電壓生成電路)21、分頻電路22組成的振蕩電路與混合電路23的方塊圖。
PLL合成器21，由可編程計數(shù)器24、相位檢波電路25和低通濾波器(LPF)26構(gòu)成。
可編程計數(shù)器24，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入端子的分頻比設(shè)定數(shù)據(jù)，對從振蕩部11輸入的目標(biāo)頻率f的n倍的頻率數(shù)n·f的信號(例如，1GHz的信號)進(jìn)行分頻，并輸出到相位檢波電路25。可編程計數(shù)24，根據(jù)可外部設(shè)定的分頻比數(shù)據(jù)可任意變更分頻比。通過變更該分頻比，振蕩部11的振蕩頻率可變更為任意頻率。
目標(biāo)頻率f的n倍的頻率n·f，是集成電路基板上可形成所期望值的電感和電容的頻率就可以。頻率n·f最好是700MHz以上。實施例中，目標(biāo)頻率f為約10MHz時，為能在集成電路基板上形成電感和電容，頻率n·f設(shè)定成約1GHz，n的值設(shè)定為100。
相位檢波電路25，檢測可編程計數(shù)器24分頻后的信號與基準(zhǔn)信號的相位差。
低通濾波器(LPF)26，阻止與相位檢波電路25輸出的相位差所對應(yīng)的信號的高頻分量(比截止頻率高的頻率的信號)，將直流控制電壓Vt輸出到振蕩部11。
即，PLL合成器21，比較將振蕩部11生成的信號以規(guī)定的分頻比分頻后的信號的相位與基準(zhǔn)信號的相位，生成兩者的相位差所對應(yīng)的直流控制電壓Vt，通過該控制電壓Vt控制振蕩部11的振蕩頻率。從而，振蕩部11的振蕩頻率控制為目標(biāo)頻率f的n倍的頻率n·f。另外，PLL合成器21，由于可將可編程計數(shù)器24所分頻的信號的相位與基準(zhǔn)信號的相位同步，所以可以將振蕩部11的振蕩頻率的頻率精度提高到基準(zhǔn)信號的頻率精度。
分頻電路22由，將振蕩部11輸出的目標(biāo)頻率f的n倍頻率n·f的信號分頻為1/k的1/k分頻電路27，和進(jìn)一步將1/k分頻電路27的輸出信號進(jìn)行1/2分頻的1/2分頻電路28組成。從1/2分頻電路28輸出頻率相同相位差為180°的兩個信號f1、f2。另外，1/k分頻電路可由，1/2分頻電路、1/3分頻電路等組合構(gòu)成。
通過分頻電路22，將振蕩部11生成的目標(biāo)頻率f的n倍的頻率n·f的信號進(jìn)行1/n分頻，轉(zhuǎn)換成目標(biāo)頻率f的信號，該信號輸出到混合電路23。
混合電路23，混合由天線部29接收、調(diào)諧、并由高頻放大電路30放大的信號，和分頻電路22輸出的同一頻率、相位相差180°的本機(jī)振蕩信號f1、f2，轉(zhuǎn)換成中間頻率信號。
接著，說明如上構(gòu)成的局部發(fā)送電路的動作。振蕩部11中生成的目標(biāo)頻率f(例如，10MHZ)的n倍頻率n·f的信號(例如，1GHz的信號)，通過可編程計數(shù)器24進(jìn)行分頻，在相位檢波電路25中，檢測分頻后的信號與基準(zhǔn)信號的相位差，而且，從低通濾波器26輸出對應(yīng)于相位差的直流控制電壓Vt。
控制電壓Vt，供給如圖1所示振蕩部11的MOSFET15的柵極，對應(yīng)于控制電壓Vt，改變MOSFET15的柵極、源極(及漏極)間的電容量。從而，由電容C1、MOSFET15的電極間電容、電感L1及MOSFET12、13組成的振蕩部11的振蕩頻率改變，控制振蕩頻率為目標(biāo)頻率f的n倍頻率n·f。
分頻電路22，對振蕩部11輸出的信號進(jìn)行1/k分頻，并進(jìn)一步1/2分頻。分頻電路22的全體的分頻比設(shè)計為1/n，振蕩部11生成的頻率為目標(biāo)頻率f的n倍頻率n·f的信號，在分頻電路22進(jìn)行1/n分頻，轉(zhuǎn)換成目標(biāo)頻率f的信號。
另外，由于1/2分頻電路28的占空比為50％，基波的諧波中，不產(chǎn)生偶次的分量，只產(chǎn)生奇次的分量。因此，由于除去混合電路23輸出的中間周波信號的諧波的濾波器設(shè)計成只除去奇次諧波即可，因而濾波器的構(gòu)成變簡單。從而，可減小在MOS集成電路基板上形成的濾波器的面積。
根據(jù)上述實施例，通過將振蕩電路的振蕩頻率設(shè)定為目標(biāo)頻率的n倍，振蕩電路的電感和電容(包含可變電容元件)的值可設(shè)定為較小值。因此，在MOS集成電路基板上可形成振蕩電路的電感和可變電容元件，不需要將電感和可變電容元件安裝在集成電路外(集成電路所安裝的印刷基板上)。從而可降低FM、AM接收機(jī)的元件成本及組裝成本。
另外，振蕩電路，不局限于由電感、電容、可變電容元件和MOSFET組成的電路，也可以是由電感、可變電容元件、MOSFET組成的電路。
本發(fā)明，不限于上述的實施例，也可以是如以下的構(gòu)成。
(1)振蕩部11的電路，不局限于實施例所描述的振蕩電路，只要是使用電感和電容的振蕩電路，無論是怎樣的振蕩電路都適用。
(2)振蕩電路的振蕩頻率，不局限于控制對電壓控制型可變電容元件施加的電壓的方法，也可以是電流控制，或改變電容以外的阻抗。
(3)用于控制振蕩部的振蕩頻率的電路，不局限于PLL合成器21，只要是能控制使之成為目標(biāo)頻率的n倍頻率的電路即可。另外，振蕩頻率固定即可的場合，也可不使用可編程計數(shù)器構(gòu)成振蕩電路。
(4)本發(fā)明不局限于MOS集成電路，也適用于雙極型晶體管集成電路或雙極型晶體管和MOS晶體管混合的集成電路。
(5)本發(fā)明不局限于FM、AM接收機(jī)等的專用IC，也適用于裝入個人電腦等的其他設(shè)備的無線通信用IC的振蕩電路。
根據(jù)本發(fā)明，可在半導(dǎo)體集成電路基板上，形成振蕩電路的電感和可變電容元件，外置部件變得不需要，可降低部件成本、組裝成本。另外，由于不需要振蕩電路外置部件，半導(dǎo)體集成電路安裝的基板可小型化。
權(quán)利要求
1.一種振蕩電路，具備振蕩部，具有電感和可變電容元件，生成頻率為目標(biāo)頻率n倍的信號；分頻電路，對上述振蕩部生成的信號進(jìn)行1/n分頻，在半導(dǎo)體集成電路基板上，形成包含上述電感和可變電容元件的振蕩部及分頻電路。
2.一種振蕩電路，具備振蕩部，具有電感和可變電容元件，生成頻率為目標(biāo)頻率n倍的信號；控制電壓生成電路，生成控制上述振蕩部的振蕩頻率的控制電壓，并輸出到上述振蕩部；分頻電路，對上述振蕩部生成的信號進(jìn)行1/n分頻，在半導(dǎo)體集成電路基板上，形成包含上述電感和可變電容元件的振蕩部、控制電壓生成電路以及分頻電路。
3.權(quán)利要求1或2所述的振蕩電路，其特征在于上述振蕩部，由多個MOSFET、電感和可變電容元件組成。
4.權(quán)利要求2所述的振蕩電路，其特征在于上述振蕩部由多個MOSFET、電感和可變電容元件組成；上述控制電壓生成電路，將改變上述可變電容元件的電容的控制電壓輸出到該可變電容元件，控制上述振蕩部的振蕩頻率。
5.權(quán)利要求1、2、3或4所述的振蕩電路，其特征在于上述振蕩部由第1及第2MOSFET、電感和可變電容元件組成；上述第1MOSFET的源極或漏極與上述電感和可變電容元件連接，上述第1MOSFET的柵極與上述第2MOSFET的源極或漏極連接，上述第2MOSFET的柵極與上述第1MOSFET的源極或漏極連接。
6.權(quán)利要求1至4任意一個所述的振蕩電路，其特征在于上述振蕩部，由第1及第2MOSFET、電感、電容和可變電容元件組成；上述第1MOSFET的源極或漏極與上述電感連接，上述第1MOSFET的柵極與上述第2MOSFET的源極或漏極連接，上述第2MOSFET的柵極與上述第1MOSFET的源極或漏極連接，上述第1MOSFET的源極或漏極經(jīng)由上述電容與上述可變電容元件連接，將上述控制電壓生成電路輸出的控制電壓提供給上述可變電容元件，改變該可變電容元件的電容，控制振蕩頻率。
7.權(quán)利要求1至6任意一個所述的振蕩電路，其特征在于上述可變電容元件由MOSFET構(gòu)成。
8.權(quán)利要求2至7任意一個所述的振蕩電路，其特征在于上述控制電壓生成電路，檢測上述振蕩部生成的信號分頻后的信號與基準(zhǔn)信號的相位差，輸出與相位差對應(yīng)的控制電壓。
9.權(quán)利要求1至8所述的任意一個振蕩電路，其特征在于上述控制電壓生成電路是PLL合成器電路，包括，可編程計數(shù)器；相位檢波電路，比較該可編程計數(shù)器的輸出信號與基準(zhǔn)信號的相位；低通濾波器，阻止該相位檢波電路的輸出的高頻分量，輸出直流控制電壓到上述振蕩部。
10.權(quán)利要求1至9所述的任意一個振蕩電路，其特征在于上述分頻電路包含占空比為50％的分頻電路。
全文摘要
振蕩部11，生成頻率為目標(biāo)頻率f的n倍n·f的信號?？刂齐妷荷呻娐?1，比較振蕩部11生成的信號分頻后的信號和基準(zhǔn)信號的相位，將兩者的相位差所對應(yīng)的直流控制電壓輸出到振蕩部11，控制振蕩頻率。分頻電路22，對振蕩部11生成的信號進(jìn)行1/n分頻，轉(zhuǎn)換成目標(biāo)頻率f的信號。通過將振蕩部的振蕩頻率設(shè)為目標(biāo)頻率的n倍，可在半導(dǎo)體集成電路基板上形成電感及電容。
文檔編號H03L7/18GK1679240SQ0382015
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月28日
發(fā)明者加藤伊三美, 宮城弘 申請人:株式會社豐田自動織機(jī), 新瀉精密株式會社