專利名稱：具有改善的磁耦合抑制的振蕩器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及電子設備，并且更具體地涉及振蕩器例如電壓控制振蕩器(VCO)。
振蕩器例如VCO已經(jīng)被用在許多應用中。一個應用是在無線設備中使用VCO，例如蜂窩式電話，來為蜂窩式電話的發(fā)射機提供頻率信號。常規(guī)的VCO在1998年出版的Behzad Razavi所著的“射頻微電子學”的227-229頁有所描述，因此結合來參考。常規(guī)VCO的一個簡單形式在

圖1中進行了說明，其中省略了反饋和輸出電容。
在圖1中，VCO包括一個LC槽14和一個具有-gm增益的放大器18。LC槽14包括一對電感線圈L1和L2以及一個調(diào)諧電容C。一個擾動發(fā)生器20產(chǎn)生到VCO10的磁耦合。擾動發(fā)生器可以是任何在VCO的頻率相同處或一段處具有大電流的導體。這在接收信號和本機振蕩器在同一頻率(Zero-IF)上工作的應用中尤其正確，例如在無線設備應用中，例如尋呼機或蜂窩式電話應用中并且信號很強(例如，在發(fā)射機輸出連接線中的大電流)。磁耦合造成感應電流在電感線圈L1和L2中流動。感應電流改變由VCO10產(chǎn)生的頻率信號。結果，無線設備的發(fā)射機的輸出頻譜將會被改變。接下來，無線設備和其它通訊設備之間的穩(wěn)定通訊就不能被可靠地建立。
一種嘗試減小磁耦合的解決方法是在這樣的位置放置電感線圈L1和L2，使它們的繞組的方向彼此相反。這使得來自擾動發(fā)生器20的耦合較少因為電感線圈中的感應電流相位相反并且能在某一程度上相互抵消。
但是，上述解決方法并不實用因為耦合取決于擾動發(fā)生器和電感線圈之間的相對位置。這只有在電感線圈可以與擾動放大器20對稱放置時才是可行的，因為此時電感線圈L1和L2中的感應電流可以彼此消除。否則，兩側的磁耦合將會不同并且兩側的感應電流也會因此不同。由于大尺寸的電感線圈或多個擾動源，對稱放置不是經(jīng)常能或不切實際的并且不能提供靈活性。
因此，需要一種能在強磁耦合存在時提供更穩(wěn)定的頻率信號的振蕩器，例如VCO。
本發(fā)明提供了一種能在強磁耦合存在時提供更穩(wěn)定的頻率信號的振蕩器。
按照本發(fā)明的一個實施例，提供了一種振蕩器，該振蕩器包括一個放大器和一個連接到所述放大器的LC電路。所述的LC電路包括具有兩端的電容，以及兩對分別連接到電容兩端的第一和第二對電感線圈。
按照本發(fā)明的實施例的一個方面，第一對包括第一和第二電感線圈并且第二對包括第三和第四電感線圈。而且，第一和第二對是這樣設置的第一和第四電感線圈在第一側并且第二和第三電感線圈在第二側。
按照本發(fā)明的實施例的另一方面，電感線圈是這樣設置的第一和第二電感線圈之間的中心基本上覆蓋了第三和第四電感線圈之間的中心。假設由于重心的原因在兩個電感線圈的中心處磁耦合每對電感線圈，就可能使兩對電感線圈看起來對稱于外部擾動發(fā)生器而不必考慮擾動發(fā)生器的相對位置。
按照本發(fā)明的實施例的另一方面，第一和第二電感線圈是這樣設置的第一和第二電感線圈具有相反方向的磁場。而且，第三和第四電感線圈也設置成具有相反方向的磁場。通過這樣的結構，在電感線圈中的感應電流相互抵消，因此將振蕩器的輸出頻率信號減至最小。
本發(fā)明的其它目的和成就連同對發(fā)明的更全面理解將會從以下結合附圖的說明書和權利要求中變得明顯和易于理解。
發(fā)明將參照附圖以例子的方式進一步詳細解釋。
圖1顯示了一種常規(guī)VCO；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的VCO電路圖；圖3顯示了圖2中的VCO的電感線圈的公共形心的布置；圖4顯示了圖3中的電感線圈的繞組的布置；圖5顯示了圖2中的VCO的電感線圈的另一布置；以及圖6顯示了圖5中的電感線圈的繞組布置。
在所有附圖中，相同的參考標號表示相似或相應的特征或功能。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的VCO30的電路圖。VCO30包括一個LC槽34和一個具有-gm增益的放大器18。LC槽包括兩對分別位于兩側的電感線圈L11，L12和L21，L22以及一個調(diào)諧電容C。如圖1所示，在圖2中為了簡化省略了反饋和輸出電容。在這個實施例中，在LC槽34的每側用兩個等效的電感線圈代替圖1中的每個原始電感線圈L1和L2。在每側的兩個等效的電感線圈的和等于在那側的原始電感線圈，即，L1＝L11+L12并且L2＝L21+L22。不過在每側的兩個等效的電感線圈不必相等，如果使它們相等，就會得到最佳地消除磁耦合。
圖3顯示了VCO30中的兩對電感線圈L11、L12和L21、L22的公共形心布置。在這種布置中，兩對電感線圈的形心位于同一點P。我們假設由于重心地原因在點P(即，在此對的中心)對位于每側的兩個電感線圈的磁耦合等同于在此側對原始電感線圈的磁耦合。因此，就能使兩對電感線圈L11、L12和L21、L22看起來對稱于外部擾動發(fā)生器20而不必考慮擾動發(fā)生器的相對位置并且使它們接收相同的磁耦合而不管擾動發(fā)生器的方向。如果兩對電感線圈放置的比到擾動發(fā)生器的距離靠近，磁耦合就可以是一個近似的線性影響。
圖4顯示了兩對電感線圈的繞組的一種典型布置并且表明了在每個電感線圈中的磁場方向。在圖4中，位于LC槽每側的兩個電感線圈以相反的方向繞線，以便使兩個電感線圈中由來自擾動發(fā)生器20的磁耦合產(chǎn)生的感應電流在相位上相反。在圖4中，如果兩對電感線圈的中心沒有對準在同一點，在LC槽每側產(chǎn)生的磁耦合仍然在兩個電感線圈的等效的中心處被接收但是被消弱。在每側的凈磁耦合是兩個電感線圈接收的磁耦合之間的差。磁耦合的減少可以期望強于圖1中的常規(guī)VCO一個數(shù)量級。如果使用圖3的公共形心布置，磁耦合可以被進一步地減小。
圖5顯示了VCO30中的兩對電感線圈L11、L12和L21、L22的另一示范布置。圖6顯示了圖5中的電感線圈對的繞組的一個示范布置并且表明了每個電感線圈中的磁場方向。在圖6的布置中，因為LC槽每側的兩個電感線圈中的感應電流相位相反，它們互相抵消，因此使來自擾動發(fā)生器的磁耦合造成的任何頻率變化減至最小。在這個實施例中，當擾動發(fā)生器相對于LC槽兩側對稱時能夠得到最佳效果。
雖然發(fā)明已經(jīng)結合特定實施例進行了說明，但很明顯對于那些技術人員以前面發(fā)明的啟示可以進行許多選擇、修改和變化。因此，旨在包含落入所附權利要求書的精神和范圍內(nèi)的所有這些選擇、修改和變化。
權利要求
1.一種振蕩器，包括-一個放大器(18)，和-一個與所述放大器連接的LC電路(34)，所述LC電路包括一個具有兩端的電容(C)，和第一和第二對電感線圈(L11，L12與L21，L22)，兩對電感線圈分別與電容的兩端相連。
2.根據(jù)權利要求1的振蕩器，其中第一對包括第一和第二電感線圈(L11、L12)并且第二對包括第三和第四電感線圈(L21、L22)；其中第一對和第二對是這樣布置的第一和第四電感線圈在第一側并且第二和第三電感線圈在第二側。
3.根據(jù)權利要求2的振蕩器，其中電感線圈是這樣布置的第一和第二電感線圈之間的中心基本上覆蓋了第三和第四電感線圈之間的中心。
4.根據(jù)權利要求2的振蕩器，其中第一和第二電感線圈是這樣布置的使第一和第二電感線圈具有相反方向的磁場；其中第三和第四電感線圈是這樣布置的使第三和第四電感線圈具有相反方向的磁場。
5.根據(jù)權利要求1的振蕩器，其中第一對包括第一和第二電感線圈并且第二對包括第三和第四電感線圈；其中第一和第二對的電感線圈是這樣布置的使第一和第二電感線圈在第一側并且第三和第四電感線圈在第二側。
6.根據(jù)權利要求5的振蕩器，其中第一和第二電感線圈是這樣布置的使第一和第二電感線圈具有相同方向的磁場；其中第三和第四電感線圈是這樣布置的使第三和第四電感線圈具有相同方向的磁場。
7.根據(jù)權利要求1的振蕩器，其中第一對的電感線圈的值基本上彼此相等并且第二對的電感線圈的值基本上彼此相等。
8.一種通信設備，包括-一個配置成發(fā)射信號的發(fā)射機；和-一個與所述發(fā)射機相連的振蕩器，所述振蕩器包括一個放大器，和一個與所述放大器相連的LC電路，所述LC電路包括一個具有有兩端的電容，和第一和第二對電感線圈，兩對電感線圈分別與電容的兩端相連。
9.根據(jù)權利要求8的設備，其中第一對包括第一和第二電感線圈并且第二對包括第三和第四電感線圈；其中第一和第二對的電感線圈是這樣布置的使第一和第四電感線圈在第一側并且第二和第三電感線圈在第二側。
10.根據(jù)權利要求9的設備，其中電感線圈是這樣布置的使第一和第二電感線圈之間的中心基本上覆蓋了第三和第四電感線圈之間的中心。
11.根據(jù)權利要求10的設備，其中第一和第二電感線圈是這樣布置的使第一和第二電感線圈具有相反方向的磁場；其中第三和第四電感線圈是這樣布置的使第三和第四電感線圈具有相反方向的磁場。
12.一種制造振蕩器的方法，包括以下步驟；-將第一和第二電感線圈串聯(lián)連接在一起作為第一對電感線圈；-將第一對與一個電容的第一端相連；-將第三和第四電感線圈串聯(lián)連接在一起作為第二對電感線圈；-將第二對與所述電容的第二端相連；并且-將所述電容與一個放大器并聯(lián)。
13.根據(jù)權利要求12的方法，還包括以下步驟-在第一側對準第一和第四電感線圈；-在第二側對準第二和第三電感線圈；并且-將第一和第二電感線圈之間的中心對準第三和第四電感線圈之間的中心，以便使兩個中心基本重疊。
14.根據(jù)權利要求13的方法，還包括以下步驟-布置第一和第二電感線圈使第一和第二電感線圈具有相反方向的磁場；并且-布置第三和第四電感線圈使第三和第四電感線圈具有相反方向的磁場。
15.一種振蕩器，包括-放大裝置；和-與所述放大裝置連接的LC電路裝置，所述LC電路裝置包括具有兩端的電容裝置，和第一和第二對電感線圈裝置，兩對電感線圈裝置分別與所述電容裝置的兩端相連。
16.根據(jù)權利要求15的振蕩器，其中第一對包括第一和第二電感線圈裝置并且第二對包括第三和第四電感線圈裝置；其中第一對和第二對是這樣布置的使第一和第四電感線圈裝置在第一側并且第二和第三電感線圈裝置在第二側。
17.根據(jù)權利要求16的振蕩器，其中電感線圈是這樣布置的使第一和第二電感線圈裝置之間的中心基本上覆蓋了第三和第四電感線圈裝置之間的中心。
18.根據(jù)權利要求16的振蕩器，其中第一和第二電感線圈裝置是這樣布置的使第一和第二電感線圈裝置具有相反方向的磁場；其中第三和第四電感線圈裝置是這樣布置的使第三和第四電感線圈裝置具有相反方向的磁場。
19.根據(jù)權利要求15的振蕩器，其中第一對包括第一和第二電感線圈裝置并且第二對包括第三和第四電感線圈裝置；其中第一和第二對的電感線圈裝置是這樣布置的使第一和第二電感線圈裝置在第一側并且第三和第四電感線圈裝置在第二側。
20.根據(jù)權利要求19的振蕩器，其中第一和第二電感線圈裝置是這樣布置的使第一和第二電感線圈裝置具有相同方向的磁場；其中第三和第四電感線圈裝置是這樣布置的使第三和第四電感線圈裝置具有相同方向的磁場。
21.根據(jù)權利要求15的振蕩器，其中第一對的電感線圈裝置的值基本上彼此相等并且第二對的電感線圈裝置的值基本上彼此相等。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種諸如電壓控制的振蕩器(VCO)的振蕩器，該振蕩器在存在由外部磁擾動器造成的強磁耦合的情況下提供更穩(wěn)定的頻率信號。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，示出的振蕩器包括一個放大器和一個與放大器相連的LC電路。在LC電路中，第一對電感線圈包括第一和第二電感線圈并且第二對電感線圈包括第三和第四電感線圈。第一對和第二對是這樣布置的使第一和第四電感線圈在第一側并且第二和第三電感線圈在第二側。在一種布置中，電感線圈是這樣布置的使第一和第二電感線圈之間的中心基本上與第三和第四電感線圈之間的中心重疊。因此，就能使兩對電感線圈看起來對稱于外部擾動發(fā)生器而不必考慮擾動發(fā)生器的相對位置。結果，就可以使振蕩器的輸出頻率中的失真減至最小。
文檔編號H03B5/08GK1460322SQ02801004
公開日2003年12月3日 申請日期2002年3月19日 優(yōu)先權日2001年3月30日
發(fā)明者Y·杜福爾, W·S·哈恩 申請人:皇家菲利浦電子有限公司