千兆赫基頻低相噪振蕩電路的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種千兆赫基頻低相噪振蕩電路，其包括振蕩環路，所述振蕩環路包括低噪聲放大器及用于對低噪聲放大器相位進行補償的雙端口聲表面波諧振器；所述低噪聲放大器的輸入端與雙端口聲表面波諧振器的輸出端連接，低噪聲放大器的輸出端與雙端口聲表面波諧振器的輸入端連接。本發明雙端口聲表面波諧振器完全接入振蕩環路，既作為穩頻元件又起到相位調節的作用，不用其他移相元件，提高了振蕩環路的Q值，保證了振蕩環路低相噪；振蕩環路采用基頻工作，諧波雜波低，滿足機載信息處理系統、云計算機及高速大容量（光纖、無線）通信對頻率源高頻高速低相噪的需求，電路結構簡單緊湊，功耗低，體積小，重量輕，適應范圍廣，安全可靠。
【專利說明】千兆赫基頻低相噪振蕩電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電路結構，尤其是一種千兆赫基頻低相噪振蕩電路，屬于振蕩電路的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]電子信息處理與傳輸已廣泛應用于廣播電視、導航、雷達、光纖及移動通信等領域，隨著電子技術的發展，對電子信息處理、傳輸速度及小型化的要求日益提高；如機載信息處理系統(雷達、導航、身份識別等)對頻率源的諧波、雜波、相位噪聲及體積質量提出了嚴格要求；云計算機與高速大容量通信系統對時鐘電路的速度、抖動性能提出了新要求，傳統的晶體鎖相電路已不能勝任高頻高速的要求。
[0003]現有的千兆赫頻率源一般采用晶振穩頻，應用倍頻或鎖相技術獲得所需要的頻率，但電路構成復雜，功耗大、體積大；諧波、雜波多，本底噪聲惡化。另外，千兆赫頻率源采用介質諧振器穩頻時，調試復雜,重量大、體積大、頻率溫度系數大。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種千兆赫基頻低相噪振蕩電路，其結構簡單緊湊，諧波、雜波低，功耗低，體積小，適應范圍廣，安全可靠。
[0005]按照本發明提供的技術方案，所述千兆赫基頻低相噪振蕩電路，包括振蕩環路，所述振蕩環路包括低噪聲放大器及用于對低噪聲放大器相位進行補償的雙端口聲表面波諧振器；所述低噪聲放大器的輸入端與雙端口聲表面波諧振器的輸出端連接，低噪聲放大器的輸出端與雙端口聲表面波諧振器的輸入端連接。
[0006]所述低噪聲放大器的輸出端與緩沖放大器相連。所述低噪聲放大器的輸出端通過隔直電容與緩沖放大器連接。
[0007]所述低噪聲放大器包括高頻三極管，所述高頻三極管的基極端與第一電阻的一端及第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端接地，第一電阻的另一端與第一電容的一端、第二電容的一端、第一電感的一端及第三電阻的一端連接，第一電容的另一端及第二電容的另一端均接地，第一電感的另一端與高頻三極管的集電極端連接，高頻三極管的發射極端接地；第三電阻的另一端與第三電容的一端及第四電容的一端連接，第三電容的另一端及第四電容的另一端接地。
[0008]所述高頻三極管為噪聲系數小于1，截止頻率高于7GHz的NPN三極管。
[0009]所述雙端口聲表面波諧振器包括第一反射柵及第二反射柵；所述第一反射柵與第二反射柵間設有第一換能器及第二換能器，第一換能器鄰近第一反射柵，第二換能器位于第一換能器與第二反射柵間；第一換能器的第一換能器第二端接地，第二換能器的第二換能器第二端接地，第一換能器的第一換能器第一端形成雙端口聲表面波諧振器的輸入端，第二換能器的第二換能器第一端形成雙端口聲表面波諧振器的輸出端，第一換能器的第一換能器第二端與第二換能器的第二換能器第二端位于第一反射柵的同一端。[0010]所述雙端口聲表面波諧振器包括第一反射柵及第二反射柵；所述第一反射柵與第二反射柵間設有第一換能器及第二換能器，第一換能器鄰近第一反射柵，第二換能器位于第一換能器與第二反射柵間；第一換能器的第一換能器第一端接地，第二換能器的第二換能器第二端接地，第一換能器的第一換能器第二端形成雙端口聲表面波諧振器的輸入端，第二換能器的第二換能器第一端形成雙端口聲表面波諧振器的輸出端，第一換能器的第一換能器第二端與第二換能器的第二換能器第二端分別位于第一反射柵的兩端。
[0011]本發明的優點:雙端口聲表面波諧振器完全接入振蕩環路，既作為穩頻元件又起到相位調節的作用，不用其他移相元件，提高了振蕩環路的Q值，保證了振蕩環路低相噪；振蕩環路采用基頻工作，諧波雜波低，滿足機載信息處理系統、云計算機及高速大容量(光纖、無線)通信對頻率源高頻高速低相噪的需求，電路結構簡單緊湊，功耗低，體積小，重量輕，適應范圍廣，安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖。
[0013]圖2為本發明雙端口聲表面波諧振器的一種實施示意圖。
[0014]圖3為本發明雙端口聲表面波諧振器的另一種實施示意圖。
[0015]附圖標記說明:1_雙端口聲表面波諧振器、2-低噪聲放大器、3-緩沖放大器、4-第一反射柵、5-第一換能器、6-第二換能器、7-第二反射柵、8-第一換能器第一端、9-第一換能器第二端、10-第二換能器第一端及11-第二換能器第二端。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0017]如圖1所示:為了能使得振蕩電路具有相位噪聲低，諧波雜波低，體積小，本發明包括振蕩環路，所述振蕩環路包括低噪聲放大器2及用于對低噪聲放大器2相位進行補償的雙端口聲表面波諧振器I ;所述低噪聲放大器2的輸入端與雙端口聲表面波諧振器I的輸出端連接，低噪聲放大器2的輸出端與雙端口聲表面波諧振器I的輸入端連接。
[0018]具體地，低噪聲放大器2用于提供電路振蕩所需的環路增益條件，雙端口聲表面波諧振器I能對振蕩環路的基頻頻率進行穩頻，雙端口聲表面波諧振器I根據低噪聲放大器2對信號放大的相位關系進行所需的相位補償，以滿足整個振蕩環路所需的相位條件，從而省去了振蕩環路中其他的移相元件。
[0019]所述低噪聲放大器2的輸出端與緩沖放大器3相連，通過緩沖放大器3對低噪聲放大器2的輸出信號進行緩沖放大。所述低噪聲放大器2的輸出端通過隔直電容C5與緩沖放大器3連接。本發明實施例中，緩沖放大器3采用現有的結構，通過緩沖放大器3隔離輸出對振蕩環路的牽引，穩定輸出振蕩信號，具體結構為本【技術領域】人員所熟知，此處不再贅述。
[0020]具體地，所述低噪聲放大器2包括高頻三極管Ql，所述高頻三極管Ql的基極端與第一電阻Rl的一端及第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端接地，第一電阻Rl的另一端與第一電容Cl的一端、第二電容C2的一端、第一電感LI的一端及第三電阻R3的一端連接，第一電容Cl的另一端及第二電容C2的另一端均接地，第一電感LI的另一端與高頻三極管Ql的集電極端連接，高頻三極管Ql的發射極端接地；第三電阻R3的另一端與第三電容C3的一端及第四電容C4的一端連接，第三電容C3的另一端及第四電容C4的另一端接地。
[0021]所述高頻三極管Ql為噪聲系數小于1，截止頻率高于7GHz的NPN三極管。本發明實施例中，高頻三極管Ql的基極端作為整個振蕩環路的信號輸入端，高頻三極管Ql的集電極端作為整個振蕩環路的信號輸出端；即高頻三極管Ql的基極端與雙端口聲表面波諧振器I的輸出端連接，高頻三極管Ql的集電極端與雙端口聲表面波諧振器I的輸入端連接。第一電阻Rl具有直流負反饋及限流作用，第二電阻R2是溫度補償電阻，保證振蕩電路在全溫范圍內輸出功率穩定。
[0022]如圖2所示，所述雙端口聲表面波諧振器I包括第一反射柵4及第二反射柵7 ;所述第一反射柵4與第二反射柵7間設有第一換能器5及第二換能器6，第一換能器5鄰近第一反射柵4,第二換能器6位于第一換能器5與第二反射柵7間；第一換能器5的第一換能器第二端接地，第二換能器6的第二換能器第二端接地，第一換能器5的第一換能器第一端形成雙端口聲表面波諧振器I的輸入端，第二換能器6的第二換能器第一端形成雙端口聲表面波諧振器2的輸出端，第一換能器5的第一換能器第二端與第二換能器6的第二換能器第二端位于第一反射柵4的同一端。
[0023]本發明實施例中，第一換能器5的第一換能器第一端作為雙端口聲表面波諧振器I的輸入端，第二換能器6的第二換能器第一端作為雙端口聲表面波諧振器I的輸出端；此時，雙端口聲表面波諧振器I的輸入端與輸出端位于同一側，同時，雙端口聲表面波諧振器I能提供180°的相位補償。在具體實施時，第一換能器5的第一換能器第一端與高頻三極管Ql的集電極端連接，第二換能器6的第二換能器第一端與高頻三極管Ql的基極端連接。
[0024]如圖3所示，雙端口聲表面波諧振器I的結構還可以采用另一種實施接箍，具體地，雙端口聲表面波諧振器I包括第一反射柵4及第二反射柵7 ;所述第一反射柵4與第二反射柵7間設有第一換能器5及第二換能器6，第一換能器5鄰近第一反射柵4，第二換能器6位于第一換能器5與第二反射柵7間；第一換能器5的第一換能器第一端接地，第二換能器6的第二換能器第二端接地，第一換能器5的第一換能器第二端形成雙端口聲表面波諧振器I的輸入端，第二換能器6的第二換能器第一端形成雙端口聲表面波諧振器2的輸出端，第一換能器5的第一換能器第二端與第二換能器6的第二換能器第二端分別位于第一反射柵4的兩端。
[0025]本發明實施例中，第一換能器5的第一換能器第二端作為雙端口聲表面波諧振器I的輸入端，第二換能器6的第二換能器第一端作為雙端口聲表面波諧振器I的輸出端，此時，雙端口聲表面波諧振器I的輸入端與輸出端位于不同側，同時，雙端口聲表面波諧振器I能提供0°的相位補償。在具體實施時，第一換能器5的第一換能器第二端與高頻三極管Ql的集電極端連接，第二換能器6的第二換能器第一端與高頻三極管Ql的基極端連接。
[0026]在具體實施時，當低噪聲放大器2進行負放大時，需要采用能進行180°相位補償的雙端口聲表面波諧振器I。而當低噪聲放大器2進行正放大時，需要采用能進行0°補償的雙端口聲表面波諧振器I。通過雙端口聲表面波諧振器I對低噪聲放大器2進行相位補償，使得整個振蕩環路輸出的基頻頻率能達到1150MHz ;相位噪聲為IKHz?llOdBc/Hz ；10KHfl55dBc/HZ，滿足機載信息處理系統、云計算機及高速大容量(光纖、無線)通信對頻率源高頻高速低相噪的需求。
[0027]本發明雙端口聲表面波諧振器I完全接入振蕩環路，既作為穩頻元件又起到相位調節的作用，不用其他移相元件，提高了振蕩環路的Q值，保證了振蕩環路低相噪；振蕩環路采用基頻工作，諧波雜波低，電路結構簡單緊湊，功耗低，體積小，重量輕，適應范圍廣，安全可靠。
【權利要求】
1.一種千兆赫基頻低相噪振蕩電路，其特征是:包括振蕩環路，所述振蕩環路包括低噪聲放大器(2)及用于對低噪聲放大器(2)相位進行補償的雙端口聲表面波諧振器(I);所述低噪聲放大器(2)的輸入端與雙端口聲表面波諧振器(I)的輸出端連接，低噪聲放大器(2)的輸出端與雙端口聲表面波諧振器(I)的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的千兆赫基頻低相噪振蕩電路，其特征是:所述低噪聲放大器(2)的輸出端與緩沖放大器(3)相連。
3.根據權利要求1所述的千兆赫基頻低相噪振蕩電路，其特征是:所述低噪聲放大器(2)的輸出端通過隔直電容(C5)與緩沖放大器(3)連接。
4.根據權利要求1所述的千兆赫基頻低相噪振蕩電路，其特征是:所述低噪聲放大器(2)包括高頻三極管(Q1)，所述高頻三極管(Ql)的基極端與第一電阻(Rl)的一端及第二電阻(R2)的一端連接，第二電阻(R2)的另一端接地，第一電阻(Rl)的另一端與第一電容(Cl)的一端、第二電容(C2)的一端、第一電感(LI)的一端及第三電阻(R3)的一端連接,第一電容(Cl)的另一端及第二電容(C2)的另一端均接地，第一電感(LI)的另一端與高頻三極管(Ql)的集電極端連接，高頻三極管(Ql)的發射極端接地；第三電阻(R3)的另一端與第三電容(C3)的一端及第四電容(C4)的一端連接，第三電容(C3)的另一端及第四電容(C4)的另一端接地。
5.根據權利要求4所述的千兆赫基頻低相噪振蕩電路，其特征是:所述高頻三極管(Ql)為噪聲系數小于I，截止頻率高于7GHz的NPN三極管。
6.根據權利要求1所述的千兆赫基頻低相噪振蕩電路，其特征是:所述雙端口聲表面波諧振器(I)包括第一反射柵(4)及第二反射柵(7);所述第一反射柵(4)與第二反射柵(7)間設有第一換能器(5)及第二換能器(6)，第一換能器(5)鄰近第一反射柵(4)，第二換能器(6)位于第一換能器(5)與第二反射柵(7)間；第一換能器(5)的第一換能器第二端接地，第二換能器(6)的第二換能器第二端接地，第一換能器(5)的第一換能器第一端形成雙端口聲表面波諧振器(I)的輸入端，第二換能器(6)的第二換能器第一端形成雙端口聲表面波諧振器(2)的輸出端，第一換能器(5)的第一換能器第二端與第二換能器(6)的第二換能器第二端位于第一反射柵(4)的同一端。
7.根據權利要求1所述的千兆赫基頻低相噪振蕩電路，其特征是:所述雙端口聲表面波諧振器(I)包括第一反射柵(4)及第二反射柵(7);所述第一反射柵(4)與第二反射柵(7)間設有第一換能器(5)及第二換能器(6)，第一換能器(5)鄰近第一反射柵(4)，第二換能器(6)位于第一換能器(5)與第二反射柵(7)間；第一換能器(5)的第一換能器第一端接地，第二換能器(6)的第二換能器第二端接地，第一換能器(5)的第一換能器第二端形成雙端口聲表面波諧振器(I)的輸入端，第二換能器(6)的第二換能器第一端形成雙端口聲表面波諧振器(2)的輸出端，第一換能器(5)的第一換能器第二端與第二換能器(6)的第二換能器第二端分別位于第一反射柵(4)的兩端。
【文檔編號】H03B5/30GK103746656SQ201410028348
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月21日 優先權日:2014年1月21日
【發明者】陳書明, 王建中, 林恒 申請人:無錫華普微電子有限公司