[發明專利]不受溫度變化及供應電壓變化影響的穩定振蕩器

無效

• 申請號: 200610143515.2
• 申請日: 2006-11-10
• 公開（公告）號: CN101179266A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 吳盈鋒;吳哲銘
• 申請（專利權）人: 天時電子股份有限公司
• 主分類號: H03K5/24
• 分類號: H03K5/24;H03B5/02;H03B5/04;H03B5/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 陶海萍

技術領域

本發明涉及一振蕩器電路，尤其涉及一種穩定性不受外部電源以及溫度變化影響的振蕩器電路。

背景技術

振蕩器(oscillator)，普遍被應用于諸如鎖相回路(phase-locked?loop)、頻率合成器(frequency?synthesizer)以及頻率產生(frequency?generator)電路等，隨著通信以及消費性電子產品的普及以及需要，更已廣為學者研究以及工業界使用，其工作特性在于利用輸入信號的變化而產生不同頻率的輸出波型。

換言之，產生重復振動電氣信號(例如弦波或方波信號)的電氣振動現象，即為振蕩(oscillation)，請見圖1，為一閉回路(close?loop)振蕩電路100方塊示意圖，該閉回路振蕩電路100滿足巴克豪森條件(BarkhausenCriteria)，也就是：回路增益為1(A(jω₀)β(jω₀)＝1)，相位偏移為0(∠A(jω₀)β(jω₀)＝0°)，則所述閉回路振蕩電路將振蕩在ω₀頻率上。

實現所述閉回路振蕩電路100有多種變化與可能，主要可分為以下幾類：諧波振蕩器(harmonic?oscillator)、弛張振蕩器(relaxation?oscillator)以及晶體(crystal)振蕩器等，但也不以此為限。

首先，諧波(正弦波)振蕩器是在沒有外加輸入信號的情況下，依靠電路自激振蕩而產生正弦波輸出電壓的電路。其基本原理是將一濾波器的輸出接到一放大器，再把所述放大器的輸出接回所述濾波器的輸入。當該放大器的電源開始供應的瞬間，于放大器的輸出端只有噪聲(noise)。所述噪聲傳到該濾波器，使噪聲中特定部分頻率被濾波出來，出現在該濾波器的輸出端。該濾波器的輸出端又接到該放大器的輸入端，因此濾波后的信號通過該放大器放大，再進入該濾波電路濾波。上述步驟不斷重復，直到輸出信號為所需信號為止。

諧波振蕩器可以利用不同的放大與濾波方式加以實施，因此有許多不同的實施方法，諸如Hartley振蕩器、Colpitts振蕩器、Clapp振蕩器、Pierce晶體振蕩器、相移振蕩器、RC振蕩器以及Wien-Bridge振蕩器以及LC振蕩器等，但也不以此為限。

另外，弛張振蕩器主要用來產生非正弦波輸出信號，如方波或三角波。弛張振蕩器具有晶體管等的非線性元件，可以周期性地將儲存于電容或電感中的能量釋放出來，使得輸出信號波形瞬間改變。

產生方波的弛張振蕩器可以用在序向邏輯電路(例如定時器、計數器等)的時脈信號。輸出三角波(或稱鋸齒波)的振蕩器通常用于以時間為基準、在示波器或電視中的陰極射線管中產生水平反射信號。在頻率產生器中，三角波也常用來整型以輸出接近正弦波的信號。弛張振蕩器也是一種復振器(multivibrator)。

一晶體振蕩器可以用來與濾波器偶合，以穩定振蕩頻率，晶體振蕩器具有很好的頻率穩定度以及溫度因子，頻率精確度非常高，但其輸出可調變范圍狹窄，也因此限制了其用途。

為了增加振蕩器調變的能力，以電壓調變進行振蕩器控制的研究也漸漸成為熱點，一電壓控制振蕩器(Voltage-controlled?oscillator，VCO)為一種可利用一輸入電壓進行振蕩頻率控制的振蕩器，其通一直流電壓源與調變信號(modulating?signals)控制一二極管的開關來改變靜電容值，從而產生頻率調變(frequency?modulation)以及相位調變(phase?modulation)。