專利名稱：帶有電流自動控制的壓控振蕩器的制作方法
技術領域：
本發明涉及在壓控振蕩器內控制振蕩器電流的控制電路。
對壓控振蕩器進行控制的一些已知的電路都使用反饋電路，用以檢測壓控振蕩器的信號輸出，并將它整流以控制壓控振蕩器的增益。然而，如果要力求做到噪聲最小，則檢測射頻信號是不合適的。
為此，本發明的一個目的是提供一種控制電路，用以檢測表征振蕩電流的直流信號，或者檢測表征壓控振蕩器偏置狀態的交流信號，并在產生出反饋信號之前濾除該交流信號。本發明的另一個目的是提供一種振蕩器電流控制電路，它能在保持信號輸出基本恒定的情況下在一個寬的頻帶內保持噪聲最小。
簡言之，本發明是控制壓控振蕩器的振蕩器偏壓，使得振蕩電流輸出維持恒定。采用了一個比較器，它將壓控振蕩器中可確定其振蕩電流的某一點上檢測出的直流電壓與可表征所需振蕩電流的一個基準電壓進行比較。將該比較器的輸出加回到壓控振蕩器上，以改變其偏壓來維持振蕩電流恒定。
只要在該檢測點與比較器之間設置一個低通濾波器來濾除被檢測電壓中的交流成分，則壓控振蕩器中所檢測的電壓可以是交流電壓。
圖1是依照本發明的一個電流自動控制電路的方框圖;
圖2示出一個具有發射極檢測點用于反饋環路(包含有一個電流削減電路)的電流自動控制電路實施例原理圖;
圖3示出一個具有發射極直流檢測點用于反饋環路(而無需低通濾波器的電流自動控制電路實施例原理圖;
圖4是一個具有集電極檢測點用于反饋環路的電流自動控制電路實施例原理圖。
圖1所示是依照本發明的電流自動控制電路100的方框圖。從壓控振蕩器102中檢測出一個表征振蕩器振蕩電流狀態的電壓，通過線路103加到低通濾波器104上，以濾除所檢測電壓中的交流成分。低通濾波器104的輸出V2加到比較器106的第一輸入端105，與基準電壓V1進行比較。比較器106的輸出V3通過線路107反饋回壓控振蕩器102，以控制振蕩器的偏壓。
圖2所示的電流自動控制電路200是一個實施例原理圖。壓控振蕩器201包含有一個振蕩器雙極晶體管208，其基極與一節點217連接，其集電極經過電阻206與電源電壓Vcc連接，其發射極通過電阻210和高頻阻流圈212接地。發射極還連接到電容220與電容228之間的節點209上。
阻流圈216的一端與電容220和電容218之間的節點217相連接。電容228的另一端接地。電容218的另一端連接到節點219上。電感222連接在節點219與地之間。電容224連接在節點219與節點225之間。變容二極管226的陰極連接到節點225，其陽極接地。控制電壓CV加到節點225上，以控制壓控振蕩器201的振蕩頻率。
在晶體管208的發射極209上檢測出表征壓控振蕩器201電流狀態的電壓，并加到低通濾波器202上。低通濾波器202的輸出V2加到比較器204的反相輸入端，與加到比較器204同相輸入端的基準電壓V1相比較。比較器204的輸出經過阻流圈216加到振蕩器晶體管208的基極，因而改變節點217處的電壓，它是電壓V1和V2之差的函數。通過電壓V1(由用戶調整)與電壓V2(由該振蕩器的電流形成的直流電壓)的相比較而自動調整電壓V3(也即壓控振蕩器201的基極偏壓)，使振蕩器電流保持恒定。
電流削減電路235包括一個比較器236，其輸入為V4和CV(控制電壓);一個電流源234，它受比較器236的輸出的控制。電流源234設置在節點231和地之間。電流削減電路只在變容二極管控制電壓CV大于電壓V4時工作。當CV低于V4時，流經電流源234的電流為零，因而V1不變化。當CV大于V4時，電流開始流經電流源234，節點231處的電壓V1減小，隨之使V3降低，于是使振蕩器電流減小。
基準電壓V1可由一個調節電路調定，該調節電路由一個可變電阻或電位器230和一個電阻232組成，電位器230連接在電壓源Vcc與節點231之間，電阻232連接在節點231與地之間。
當變容二極管226上的反向偏壓增加時，壓控振蕩器的振蕩頻率升高，變容二極管226的品質因數也增高。這樣，為得到最佳的相位噪聲性能和信號輸出，壓控振蕩器所需的電流減小。因此，依靠電流削減電路235可隨著CV的升高而使壓控振蕩器的電流減小。
圖3所示是本發明的另一實施例原理圖30C，其中，壓控振蕩器306的反饋電壓從振蕩器中的一個直流點321上取出。壓控振蕩器300的電路結構與圖2中的壓控振蕩器電路200有以下三方面不同(1)壓控振蕩器300不包含有壓控振蕩器200中的電流削減電路235;(2)壓控振蕩器300內不包含有壓控振蕩器200中的低通濾波器202;(3)壓控振蕩器300的反饋電壓從直流節點321上取出。這里，阻流圈320阻住了從晶體管308的集電極流到發射極的電流中的交流成分。由于在直流點321處取出反饋電壓，所以也不需要低通濾波器了。在其它方面，壓控振蕩器300的工作情況與壓控振蕩器200相同。
圖4所示是本發明的又一實施例。壓控振蕩器400包含一個反饋環路，從晶體管402的集電極上，也即節點404處取出交流反饋電壓。壓控振蕩器400的工作情況與圖2所示的壓控振蕩器200的基本相同，其差別在于，壓控振蕩器400中沒有電流削減電路，并且反饋電壓是從振蕩器晶體管402的集電極而不是從發射極上取出的。
權利要求
1.控制振蕩器振蕩電流的一種電路，包括一個比較器，用以將表征所述振蕩器振蕩電流狀態的被檢測電壓與第一基準電壓進行比較；提供上述第一基準電壓的一個裝置，以使該電壓與上述被檢測電壓進行比較；上述比較器所給出的一個輸出，它饋送到上述振蕩器，以使振蕩器電流保持在相位噪聲最小的最佳電平上，并且基本上穩定了上述振蕩器的信號輸出。
2.根據權利要求1所述的電路，其中，所述的被檢測電壓是直流電壓。
3.根據權利要求1所述的電路，它還包含一個設置在所述振蕩器與所述比較器之間的低通濾波器，用以濾除上述被檢測電壓中的交流成分。
4.根據權利要求1所述的電路，其中，所述的振蕩器包含一個雙極振蕩晶體管。
5.根據權利要求1所述的電路，其中，所述的振蕩晶體管為一個場效應振蕩晶體管。
6.根據權利要求1所述的電路，它還包括一個電路裝置，當控制所述振蕩器振蕩頻率的電壓大于選定的第二基準電壓時，該電路裝置減小上述第一基準電壓，以補償上述振蕩器等效正電阻的任何變化，從而使所述振蕩器的噪聲電平保持最小。
7.根據權利要求6所述的電路，其中，用以減小上述第一基準電壓的裝置由一個比較器組成，它將上述第二基準電壓與上述控制電壓進行比較，該比較器與上述用以提供第一基準電壓的裝置相連接。
8.根據權利要求4所述的電路，其中，所述的被檢測電壓從一個與上述振蕩晶體管發射極相連接的節點上取出。
9.根據權利要求4所述的電路，其中，所述的被檢測電壓從一個與上述振蕩晶體管集電極相連接的節點上取出。
10.根據權利要求4所述的電路，它還包括一個射頻阻流圈，該阻流圈具有兩個端子，一個端子與上述振蕩晶體管的發射極相連接，另一個端子與取出上述被檢測電壓的節點相連接。
11.控制振蕩器振蕩電流的一種方法，它包括從上述振蕩器中取出一個被檢測電壓，該被檢測電壓表征了所述振蕩器的振蕩電流狀態;將上述被檢測電壓與一個基準電壓進行比較，得出一個與上述被檢測電壓和上述基準電壓之差成正比的差值電壓;將上述差值電壓加到上述振蕩器中的某一點上，以控制其偏壓，使上述振蕩器的噪聲電平保持最小，且輸出電平基本保持恒定。
全文摘要
壓控振蕩器的一種電流自動控制電路(100、200、300或400)，它檢測出表征壓控振蕩器電流大小的一個電壓，將該電壓與一個基準電壓進行比較，并將得出的電壓加到壓控振蕩器中的某一點上，改變其偏置狀態，以使壓控振蕩器的噪聲電平保持最小，還使該振蕩器的信號輸出基本保持恒定。
文檔編號H03L1/00GK1047773SQ9010405
公開日1990年12月12日 申請日期1990年6月1日 優先權日1989年6月2日
發明者沃爾特·H·基勒 申請人:莫托羅拉公司