高線性壓控振蕩器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種高線性壓控振蕩器，包括：三角波產(chǎn)生電路、振蕩電路，所述三角波產(chǎn)生電路的三角波輸出端與振蕩電路的輸入端連接。本實用新型利用變?nèi)荻O管與固定電容串并聯(lián)的形式減小總的電容量隨壓控電壓的線性關(guān)系，同時利用運放對控制電壓進行預處理進一步改善整個壓控振蕩器(VCO)的線性度，使VCO線性度理想。
【專利說明】
高線性壓控振蕩器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及振蕩器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高線性壓控振蕩器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]振蕩器自其誕生以來就一直在通信、電子、航海航空航天及醫(yī)學等領(lǐng)域扮演重要的角色，具有廣泛的用途。在無線電技術(shù)發(fā)展的初期，它就在發(fā)射機中用來產(chǎn)生高頻載波電壓，在超外差接收機中用作本機振蕩器，成為發(fā)射和接收設(shè)備的基本部件。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，振蕩器的用途也越來越廣泛，例如在無線電測量儀器中，它產(chǎn)生各種頻段的正弦信號電壓:在熱加工、熱處理、超聲波加工和某些醫(yī)療設(shè)備中，它產(chǎn)生大功率的高頻電能對負載加熱;某些電氣設(shè)備用振蕩器做成的無觸點開關(guān)進行控制；電子鐘和電子手表中采用頻率穩(wěn)定度很高的振蕩電路作為定時部件等。尤其在通信系統(tǒng)電路中，壓控振蕩器(VC0)是其關(guān)鍵部件，特別是在鎖相環(huán)電路、時鐘恢復電路和頻率綜合器電路等更是重中之重，可以毫不夸張地說在電子通信技術(shù)領(lǐng)域，VC0幾乎與電流源和運放具有同等重要地位。在高度表、汽車防撞雷達等線性調(diào)頻應用領(lǐng)域，對VC0的線性度提出了更高的要求，因此改善現(xiàn)有 VC0線性度就顯得尤為重要，然而，現(xiàn)有壓控振蕩器(VC0)主要缺點隨溫度的變化輸出頻率飄移比較大，VC0線性度不理想等問題。
[0003]如中國專利公開號為:CN 103475366 A，該發(fā)明專利提供了一種壓控振蕩器，該發(fā)明包括:輸入PM0S管、電流鏡電路、全差分環(huán)形振蕩器和差分轉(zhuǎn)單端電路，解決了壓控振蕩器工作在低電源電壓下輸出信號的頻率較低的問題，但是該發(fā)明的壓控振蕩器隨溫度的變化輸出頻率飄移比較大，VC0線性度不理想?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0004]本實用新型的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0005]為此，本實用新型的目的在于提出一種飄移小、線性度好的高線性壓控振蕩器。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的實施例提供一種高線性壓控振蕩器，包括:三角波產(chǎn)生電路、振蕩電路，所述三角波產(chǎn)生電路的三角波輸出端與振蕩電路的輸入端連接；
[0007]所述三角波產(chǎn)生電路包括比較器、積分器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、滑動變阻器、第一二極管、第二二極管、第五電容、第三二極管，所述比較器反相輸入端接地，其同相輸入端接第一電阻的一端、第二電阻的一端，其輸出端接第三電阻的一端，所述第三電阻的另一端接滑動變阻器的輸入端和滑動端、第二電阻的另一端、第三二極管的一端，所述第三二極管的另一端接地，所述滑動變阻器的輸出端接第一二極管的陽極、第二二極管的陰極，所述第一二極管的陰極接第二二極管的陽極、積分器的反向端、第五電容的一端，所述第一電阻的另一端接第五電容的另一端且都接積分器的輸出端，所述積分器的同相端接地，其輸出端為三角波產(chǎn)生電路的輸出端；
[0008]所述振蕩電路包括三極管、第一電容、隔直電容、第二電容、第三電容、第四電容、 變?nèi)荻O管、電感，所述三極管的基極接第二電容的一端、第三電容的一端，其發(fā)射極接第二電容的一端、第一電容的一端，其集電極接第一電容的另一端、電感的一端、隔直電容的一端，所述電感的另一端接第四電容的另一端、變?nèi)荻O管的一端、第三電容的另一端，所述變?nèi)荻O管的另一端接隔直電容的另一端，所述隔直電容與變?nèi)荻O管的連接端為振蕩電路的輸入端。
[0009]優(yōu)選地，所述第三二極管選用雙極型TVS二極管。
[0010]優(yōu)選地，所述積分器選用反相積分器。
[0011]優(yōu)選地，所述比較器選用遲滯比較器。
[0012]本實用新型的一種高線性壓控振蕩器，具有的有益效果如下:
[0013]1、本實用新型利用變?nèi)荻O管與固定電容串并聯(lián)的形式減小總的電容量隨壓控電壓的線性關(guān)系，同時利用運放對控制電壓進行預處理進一步改善整個壓控振蕩器(VC0) 的線性度，使VC0線性度理想。
[0014]2、本實用新型在三角波產(chǎn)生電路中，在三角波充放電回路加入非線性元件，可以改變輸出三角波的線性度，從而補償VC0的線性度。
[0015]3、本實用新型通過改變滑動變阻器的大小來改變?nèi)遣ǖ男甭剩M而改變輸出三角波的線性度，控制壓控振蕩器的電壓，使壓控振蕩器隨溫度的變化輸出頻率飄移比小。
[0016]4、本實用新型通過線性補償?shù)姆绞礁淖兞?VC0的線性度，這在線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(FMCW)應用場合可以很好地改善雷達的探測精度，尤其在汽車防撞雷達方面應用非常廣泛，一經(jīng)推廣應用具有廣闊的應用前景及顯著的經(jīng)濟效益。
[0017]本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。【附圖說明】
[0018]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0019]圖1為本實用新型的高線性壓控振蕩器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2為本實用新型的高線性壓控振蕩器的電路原理圖?！揪唧w實施方式】
[0021]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0022]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0023]如圖1所示，本實用新型的高線性壓控振蕩器是利用變?nèi)荻O管與固定電容串并聯(lián)的形式減小總的電容量隨壓控電壓的線性關(guān)系，同時利用運放對控制電壓進行預處理進一步改善整個VCO的線性度，使VCO線性度理想，包括:三角波產(chǎn)生電路1、振蕩電路2,三角波產(chǎn)生電路1的三角波輸出端與振蕩電路的輸入端連接。[〇〇24] 具體地，如圖2所示，三角波產(chǎn)生電路1包括比較器A1、積分器A2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、滑動變阻器RW、第一二極管D1、第二二極管D2、第五電容C5、第三二極管DZ，比較器A1反相輸入端接地，其同相輸入端接第一電阻R1的一端、第二電阻R2的一端， 其輸出端接第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端接滑動變阻器RW的輸入端和滑動端、 第二電阻R2的另一端、第三二極管DZ的一端，第三二極管DZ的另一端接地，滑動變阻器RW的輸出端接第一二極管D1的陽極、第二二極管D2的陰極，第一二極管D1的陰極接第二二極管 D2的陽極、積分器A2的反向端、第五電容C5的一端，第一電阻R1的另一端接第五電容C5的另一端且都接積分器A2的輸出端，積分器A2的同相端接地，其輸出端為三角波產(chǎn)生電路的輸出端且輸出的為三角波，通過改變滑動變阻器RW的大小可以改變?nèi)遣ǖ男甭剩ㄟ^在三角波充放電回路加入非線性元件，可以改變輸出三角波的線性度，控制壓控振蕩器的電壓， 使壓控振蕩器隨溫度的變化輸出頻率飄移比小，從而補償VC0的線性度。[〇〇25] 其中，第三二極管DZ選用雙極型TVS二極管。[〇〇26] 積分器A2選用反相積分器。[〇〇27]比較器A1選用遲滯比較器。[〇〇28] 此外，如圖2所示，振蕩電路2包括三極管、第一電容C1、隔直電容C2、第二電容C3、 第三電容C4、第四電容C6、變?nèi)荻O管C、電感L，三極管的基極接第二電容C3的一端、第三電容C4的一端，其發(fā)射極接第二電容C3的一端、第一電容C1的一端，其集電極接第一電容C1的另一端、電感L的一端、隔直電容C2的一端，電感L的另一端接第四電容C6的另一端、變?nèi)荻O管C的一端、第三電容C4的另一端，變?nèi)荻O管C的另一端接隔直電容C2的另一端，隔直電容C2與變?nèi)荻O管C的連接端為振蕩電路的輸入端。
[0029]其中，變?nèi)荻O管的電容量C取決于外加控制電壓的大小，控制電壓的變化會使變?nèi)莨艿腃變化，C的變化會導致振蕩頻率的改變。
[0030]變?nèi)荻O管(Varactor D1des)又稱〃可變電抗二極管〃，是一種利用PN結(jié)電容(變?nèi)荻O管勢皇電容)與其反向偏置電壓Vr的依賴關(guān)系及原理制成的二極管，變?nèi)荻O管一個重要參數(shù)是電容變化指數(shù)n，其大小直接反映電容與所加電壓的關(guān)系，其定義為:
[0031]n= | lgC/lgU|
[0032]本實用新型通過線性補償?shù)姆绞礁淖兞?VCO的線性度，這在線性調(diào)頻連續(xù)波雷達 (FMCW)應用場合可以很好地改善雷達的探測精度，尤其在汽車防撞雷達方面應用非常廣泛，一經(jīng)推廣應用具有廣闊的應用前景及顯著的經(jīng)濟效益。
[0033]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。[〇〇34] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【主權(quán)項】
1.一種高線性壓控振蕩器，其特征在于，包括:三角波產(chǎn)生電路、振蕩電路，所述三角波 產(chǎn)生電路的三角波輸出端與振蕩電路的輸入端連接；所述三角波產(chǎn)生電路包括比較器、積分器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、滑動變阻 器、第一二極管、第二二極管、第五電容、第三二極管，所述比較器反相輸入端接地，其同相 輸入端接第一電阻的一端、第二電阻的一端，其輸出端接第三電阻的一端，所述第三電阻的 另一端接滑動變阻器的輸入端和滑動端、第二電阻的另一端、第三二極管的一端，所述第三 二極管的另一端接地，所述滑動變阻器的輸出端接第一二極管的陽極、第二二極管的陰極， 所述第一二極管的陰極接第二二極管的陽極、積分器的反向端、第五電容的一端，所述第一 電阻的另一端接第五電容的另一端且都接積分器的輸出端，所述積分器的同相端接地，其 輸出端為三角波產(chǎn)生電路的輸出端；所述振蕩電路包括三極管、第一電容、隔直電容、第二電容、第三電容、第四電容、變?nèi)?二極管、電感，所述三極管的基極接第二電容的一端、第三電容的一端，其發(fā)射極接第二電 容的一端、第一電容的一端，其集電極接第一電容的另一端、電感的一端、隔直電容的一端， 所述電感的另一端接第四電容的另一端、變?nèi)荻O管的一端、第三電容的另一端，所述變?nèi)?二極管的另一端接隔直電容的另一端，所述隔直電容與變?nèi)荻O管的連接端為振蕩電路的 輸入端。2.如權(quán)利要求1所述的一種高線性壓控振蕩器，其特征在于，所述第三二極管選用雙極 型TVS二極管。3.如權(quán)利要求1所述的一種高線性壓控振蕩器，其特征在于，所述積分器選用反相積分器。4.如權(quán)利要求1所述的一種高線性壓控振蕩器，其特征在于，所述比較器選用遲滯比較器。
【文檔編號】H03K4/08GK205647465SQ201620208139
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】王拓
【申請人】河北耀晴電子科技有限公司