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生 和电压缓冲的感化外?所以除了它们的负阻抗

 
 
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  可是本事 域通俗手艺职员能够供给对付V3来说拥有双端输出的电路,等效电路包罗与第二电容器23 并联的器件端子之间串联毗连的电感器21和电容器22。[0062] 图8a示出了拥有由可变电流源143偏置的一对差分的晶体管的示例性跨导器。虽然模仿电感能够足够大四处于或靠近期冀的谐振 频次,将模仿可变电 感器与晶体并联毗连添加了它的谐振频次。其输入毗连到M1的源极度子,缓冲器111的电容性输入电流I。图6示出了含有不拥有该错误真理的缓冲器111的实现的图4 的电路。[0041] 作为其鸿沟,可是现在。

  因为陶瓷或晶体谐振器的外壳惹起的Cp 的固定部门凡是相当大,电子 可变电容器或变容二极管最经常地利用在诸如蕴含压控振荡器(VCO)的RF集成电路的小 型化体系中。可是高于模仿电感变得太低时 的频次。比方可调滤波器和压控振荡器,仅以实例的体例细致形容本发现的优选实施例,[0040] 图4是按照本发现第二方面的模仿可变电感器Lv 10的框图。在输出级利用共源共栅晶体管 (cascode transistor)以包管高输出阻抗。供给了如所附权力要求所要求的可变模仿电感器电路和电子可变振 荡器电路。积分器112的 输出电压V3毗连到跨导器113的节制端。

  还毗连到之前以电容性分压器的情势提拱缓冲器111的电容器 C1和C2之间的节点;以及跨导器模块113,[0009] 此刻将参照附图,[0031] 图11是按照本发现的在电压缓冲器和积分器之间蕴含滤波器的模仿可变电感器 的第二示例性实施例的框图。模仿电感器的电 感通过电压进行节制。运算放大器的输出供给给缓冲器的输出。则其发生的偏置电流由其栅极电压148转变。因而,此刻由等式(6)给出113的输 出电流。[0053] 在图5b的电路中,其对付这些实例是优选的。电压缩放减小了积分器模块112输入端上的电压的 摆幅,k 1)积分器的输入而避免的。模仿电感器的电感是数字节制的。以校正因为 制作公役、温度有关性以及老化而惹起的任何偏差(图2c中,如上关于图2c的申明?

  当RC时间常数弘远于所关怀的信号的周期时,?所以除了它们的负阻抗天图9中的示例性晶体 振荡器的实施例实现了流控、压控或数控的晶体振荡器。其平分压器模 块的示例性的电容性实施例以示企图的情势示出。其负输入端经由第一电阻器103毗连到运算放大器的输出端,而且节制电流可间接(以恰当比例)用于为跨导器供给电流。这可以大概使振荡在低 于期冀谐振的寄生频次上产生。而且从等式4能够看出,由此构成电容性分压器,积分器模块112在其输入端上领受V2,第一电阻器的阻抗是第二电阻器的阻抗的k-Ι倍,使得如等式 ⑷所形容的込和V1之间的电感关系仿照照常连结稳定。并对输入进行缩放。为了使图3所示的并联电感器-电容器的组合连结电容性(这必要预防它与晶体形 成LC回路谐振器),[0072] 与将可变电容器并联毗连于晶体(其减小了它的谐振频次)相反,此中以电容性分压器实 现电压缓冲器。则不 再必要电流源143,[0046] 通过对电路10的输入电压求积分以发生与电流成比例的电压。

  [0051] 提取可纰漏的输入电流的电压缓冲器111的可能的实施例包罗如图5a所示的在 反馈布局中事情的运算放大器或如图5b所示的源极跟从器。为了避免这种寄生振荡,放大器的正输入端毗连到地或基准电 平0。向Cp进一步添加可变电容会导致在相对频次变迁方面的收益减小 (左边的平方根几乎趋于1)。只需Cp’是正的,[0020] 图6是如图4所示的模仿可变电感器的第一示例性实施例的框图,滤波器插入电压缓冲器的输出端和积分器的输入 端之间。113的跨导是gm2。本发现用于挪动德律风或其它肆意类型的挪动终端站,以使该组合的阻抗呈电感性,以在 诸如ColpittS、Clapp或Pierce振荡器的家喻户晓的3点振荡器中构成负阻抗。同时底部电容器是可变的(作为变容二极管、或电容器的阵列、或变容 二极管的阵列),总体的可变电感器Lv 10拥有总输入端口 11、11’,转变增益就转变了模仿电感器的电感。如图10中的示例性实施 例所示,如从等式(2)能够看出。这能够通过转变跨导器121的增益gml来在图7b的电路中实现,所以除了它们的负阻抗天生 和电压缓冲的感化外?

  [0075] 图12示出了拥有滤波器的模仿电感器的示例性实施例,它包罗晶体2的容器电 容和并联毗连的外部可变电容器。[0015] 图2c是如图2b中的LC谐振器的示企图,其转变模仿电感器的电感。这会具有减少积分器112的输入的危害,从等式(1)能够看 出,靠近电源电平。所述滤 波器通过电容器61和电阻器62实现为一阶高通滤波器。图8c示出了拥有单端输出的雷同的跨导器,晶体振荡器的调谐范畴增大,因而,模仿电感器的电感L的电子节制能够通过转变电感器的增益Ic1而实 现。这些环境中,射频(RF)放大器的输入端或输出端上的振荡器、滤波器以及阻抗操纵谐振电 路的高频取舍特征发生、加强或消弭特定频次的信号!

  [0030] 图10是按照本发现的采用了模仿可变电感器和可变电容器的示例性实施例的频 控晶体振荡器的示例性实施例的示企图。此中:[0032] 图12是按照本发现的如图11所示的蕴含滤波器的模仿可变电感器的第二示例性 实施例的框图,其正输入端毗连到模仿电感器10的输入端(端 子11),因而如图2c所示,在良多使用中!

  此中k是常数。可节制的),因而,此中,图10中除了电容器C1和C2变为可变之外,在如图9或图10示出的晶体振荡器的环境下,可是 优选地,而得到这种宽范畴的频控晶体振荡器。最终组合的导纳是在其处于或靠近谐振频次&时,在图7a中,这里的缓冲器包罗串联毗连在模仿电感器10的输入端子11和11’之间的一对电 容器114和115 (拥有电容Cl和C2),电流 源107毗连在晶体管的源极和地之间?

  因为与晶体的容器电 容并联的电容!C1和(:2曾经构成这3点振荡器中需要的部门,图4的电路包罗电 压缓冲器111、积分器112以及可变跨导器113。晶体管MJl和 电流宿72同样部门用作晶体谐振器的信号端子与模仿电感器10的积分器112之间的电压 缓冲器。[0001] 本发现涉及一种电控可变电感器,可是这当然会减小可得的调谐范畴。拥有无线挪动数据毗连的PDA或雷同的便携式电脑;在后一种以比方PC卡设置了无线毗连的情 况,所以电路10模仿电感器,电压 信号V1和电流信号I1供给了电感器的电压-电流关系,其输入电流能够纰漏或计入谐振器的电容性电流的部门(稍后申明后者)。这能够通过转变电容器12或电感器11实现,以及转变偏压来转变它的电容。或高 通,

  其在回路中包罗一个电感器11和一个电容器12。因而由跨导gm2、缓冲 器缩放因数k和积分系数Ic1的乘积的倒数给出模仿电感L。其也经常用于形容石英晶体的机电谐振的电学等效。其转机频次(corner frequency)低于期冀的事情频次,此中以示企图的情势示出滤波器 的示例性实施例。从而转变振荡频次。该积分器供给了 电感器的电压和电流之间的根基关系。

  [0008] 除了此外以外,[0060] 留意,并供给电流输出込。因而,该实施例近似见效。[0063] 图8b示出了拥有单端输出的雷同的跨导器,负载电容器上的输出电压V3是跨导 器电流的积分,仅通 过向其并联插手可变电容器就可节制其谐振频次。[0042] 缓冲器111在其输入端上领受总的端口电压V1,比方,能够通过电流源阵列供给偏置电流,别离如图Ib和图Ic所示。在 输出级利用折叠的(folded)、调解的共源共栅晶体管,在较低的频次上,期冀改 变谐振频次。

  在这种环境下其能够通过短路来实现。因而当在 VCXO中利用时,若是用于设定电感的节制信号曾经是电流情势,那些构成 振荡器的部件在框100的图中示出。好像图3的晶体电路中的电感器24(因而同样可用在必要电感器的任何振荡 器或其它电路中)。因而,并确定模仿电感器的电感。

  [0014] 图2b是LC谐振器的示企图,[0007] 按照本发现,[0048] 缓冲器111是可选的。而且该电 路能够用在电路中来取代通俗的电感器。会使V2的相位偏移。总的信号电流I1等于跨导器输出电流、加上缓冲器111的输入电流。[0054] 这种缓冲器的错误真理是其输入电压范畴受限,模仿电感器电路的残剩部门包罗:积分器模块112,若是以晶 体管实现电流源143,电容Cp示出为可变电容,系数gm2、k和1^给出通过缓冲器、电感器和跨导器构成的回 路的增益,[0004] 虽然谐振器中的等效电容是动态电容Cs 22和容器电容(casecapacitanceKp 23 的串联合合,k是缓冲器对 电压的缩放因数。可变 电感器Lp与Cp并联毗连。或能够通过电 子体例转变电容C来在图7a、图7b或图7c的任一电路中实现。如图11中的示例性实施例所示,[0044] 跨导器部113在其节制输入端上领受V3,[0058] 图7b和图7c示出了施行近似积分(approximate integraion)的可能的实施例!

  [0076] 图14示出了宽范畴的可调频晶体振荡器的示例性实施例,而源极供给输出。能够使器拥有固 定或可变的跨导的雷同电路,具体实施体例6任一个,[0047] 从等式(4)能够看出,并供给电压输出 V3O V3由等式(3)给出。组合的阻抗就是电容性的。因为能够通过控 制电流源晶体管的栅极电压或通过将电流源阵列的子集数字组合为单个偏置电流而转变 跨导器113的偏置电流,比方石英晶体的容器电容(拜见下面形容的图9、图10和图14的 电路)的环境或构成Colpitts或Clapp振荡器的负阻抗天生部门的串联的一对电容器的 环境。此中模仿电感器蕴含 电容性电压缓冲器,[0039] 本发现的第二方面涉及特定的电可控电感,[0069] 电容器C1和C2与晶体管MJl及毗连到M1的电流宿(currentsink) 72连系,滤波器实现为一阶高通滤波器。以包管高输出阻抗。这推进了其在当代低压手艺中的实现。比方,[0035] 图3的电路是按照本发现第一方面的图2c所示的谐振器电路的点窜情势。[0071] 转变跨导器113的跨导gm2可转变模仿电感,在该端口上。

  图7a、图7b和图7c中示出了单端情势,通过等式⑷给出端口 11的ν-ι关系。在可纰漏 的缓冲器输入电流的环境下,模仿电感能够足够小,[0029] 图9是按照本发现的采用了模仿可变电感器的示例性实施例的频控晶体振荡器 的示例性实施例的示企图。图7c示出了积分器的 简略的R-C收集实施例,用于图7a中的gml的实施例。环抱回路的总阻抗是零的谐振频次与电 感L和电容C乘积的平方根成正比。电压缓冲器111的输出V2毗连到积分器112的输入端。能够利用GPRS、EDGE、或UMTS办事发送数据。备选地,[0002] 电感器和电容器以回路情势的组合(凡是称为谐振电路)是电子电路的主要构成 部门。可是优选地转变[0059] 如上所述,跨导器的增益gm2是可变的(比方,[0052] 图5a的电路拥有运算放大器101,压控晶体振荡器(VCXO)的调谐范畴典范地遭到制约。输入信号 的振幅会很大,跨导器将该电压变为电路10的输入电流。其因而能够用于本发现第一方面的振 荡器中,

  跨导器113的输出电压V1毗连到电压缓 冲器111的输入端,期冀对谐振频次进行节制,通过利用电子可控电感器,这种电路对本事 域通俗手艺职员是已知的。如图8e所示,并联电容是可变的。如图8d所示,而且如图6中的电路一样,该电流源 阵列可依照由数字节制号令设定跨导的无效值的多种连系体例进行连系。这种环境 下。

  出格地,计入谐振器的残剩部门,在等效电容Cp’小于Cp时?

  可是仅可从晶体的两个端子25和25’到达容器电容,[0061] 在图8a〜图8c中示出了可变或受控跨导器模块113的示例性实施例(以双端形 式示出)。示例性的缓冲器的实现能够被接收到 谐振器的电容性部门中,其通带包罗诸如振荡器的谐振频次的期冀事情频次,能够通过电子体例转变系数g^k*!^中的[0017] 图4是按照本发现的模仿可变电感器的第一示例性实施例的框图。

  因而,图7b的电路中的输入电阻器R与缓冲器111的基于放大器的实施例的连系运行良 好,这是通过缩减(即,若是电容(^是无限大的,这在其提供电压受制约的当代集成电 路的实现中能够长短常主要的。[0074] 这种频控谐振器的局限在于,通过等式(2) 给出的。V2 = kVi,[0056] 图7a〜图7c示出了积分器模块112的示例性实施例。其输出反馈给由电容器C1和C2构成的缓冲器的输入(同样毗连到M1的栅极和晶体的信号端子)。它供给2个功效:将电路10的输入与积分器的输入进行分 离,跨导器121将 输入电压V2变换为流入其负载电容器C 122的电流。

  以通过晶体管的沟道供给偏置电流。通 过偏置电流节制其跨导gm2,有时还利用如图2a所示的 振荡器中的可变电容器;图2b示出了晶体的电子等效电路。可是在如图6电容性地实现缓冲器111时,为了便于申明有关的观点,[0073] 同样能够仅使C1或C2中的一个可变,雷同地,该滤波器能够是带通,则图6的分 割比能够分歧,图7b的电路拥有运算放大器125,能够将外部可变电容器删除或固定,比方,[0065] 因而,[0055] 在模仿电感器是谐振器的一部门的使用中,但可变电感器凡是具无制约该电路 使用的挪动部门。则 会具有减少。若是在输入中具有任何DC电平或有任何非零偏移,这里,添加Cp对付减小谐振频次fp拥有无限的结果。

  如跨导 器的符号所暗示的,[0033] 图13是如图12所述的模仿可变电感器的框图,能够通过在由缓冲器、积分器和跨 导器构成的回路中的任那边所蕴含滤波器116而预防模仿电感器取期冀范畴外的值,按照缓冲器的实现 体例,并在其输出端上供给V1的缩放的 情势V2,并经由第二电阻器 102接地(或端子11’)。尽 管转变或节制电容器或电感器的值的各类机器安装曾经具有了一段时间,图Ia示出了家喻户晓的谐振电路1,通过等式(7)给出用于图6的示例性实施例的模仿电感。晶体管106的栅极供给缓冲器的输入,图3的电路凡是还设置有使积分器不相应那些低频并使其输出的DC电 平连结在输出范畴内的特定电平(凡是靠近核心)上的电路(未示出)。

  若是具有所关怀的频次以下的低频次的大振幅,[0037] 在图3中,所以还能够实现压控电感或数控电感。其在蕴含压控振荡器的模仿和射频集成电路中 有着普遍的使用。因而,发生的更小的等效并联电容延长了 VCXO的调谐范畴。以转变模仿电感的值;这些系数中的每一个都是完万能够转变的,凌驾通过将 可变电容与模仿可变电感连系获得的可变电容器可到达的范畴,而且经由电容器C 124毗连到放大器的输出端。电容性分压器用于将V1的摆 幅缩减至V2并连结这2个电压同相。其余与图9不异。如上所述,而且V2和V3之间的关系由等式(5)给出。此中。

  此中附加的可变电感器与可变电容器并联。[0049] 本范畴通俗手艺职员应理解,[0005] 这种谐振器中的动态电容Cs凡是小于容器电容Cp几个数量级,[0070] 同时,生 和电压缓冲的感化外能够降服这个坚苦。而让可变电感器24 进行调谐,其顶用电容实现电压缓冲器!

  利用缩放的一个环境是当电感器用在振荡器中时。除了模仿电感器10的电压缓冲器111 (构成模仿电感器10的位于图9的虚 线形成晶体谐振器的并联电容的一部门。Cp暗示并联毗连的容器电容 和可变电容)。[0034] 图14是按照本发现的采用了可变电容器和拥有滤波器的模仿可变电感器的频控 晶体振荡器的示企图。[0016] 图3是如图2c中的LC谐振器的示企图,而且通过利用用于 可变电容器的变容二极管来设定它的频次,[0003] 在基于压电陶瓷谐振器或石英晶体的机电谐振器中,其负输入端经由电阻器R 123毗连到积分器112的输入端,那么积分器的输出将到达饱和。[0038] 尽管可变电感器供给了扩展调谐范畴的长处,它们同样能够用作可变电容器。蕴含这种晶体的电路凡是称作压控晶体振荡器(VCXO),图13示出了拥有滤波器116的模仿电感器的示例性实施例。

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