差動振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種差動振蕩器。本發(fā)明的差動振蕩器包括：共振器，至少具有第一共振模式及第二共振模式；差動放大電路，使該共振器振蕩；以及濾波器，與所述共振器及所述差動放大電路并聯(lián)設置，且第一共振模式的第一共振頻率及第二共振模式的第二共振頻率中的其中一個頻率下的阻抗小于另一個頻率下的阻抗；且在所述第一共振頻率及第二共振頻率中的所述濾波器的阻抗較大的頻率下具有負電阻，在所述濾波器的阻抗較小的頻率下不具有負電阻。本發(fā)明使差動振蕩器以所需的頻率振蕩。
【專利說明】差動振蕩器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種差動振蕩器。

【背景技術】
[0002]以往，已知如下差動振蕩器，即，通過包含多個放大電路的差動放大電路使共振器振蕩(例如參照專利文獻1及專利文獻2)。
[0003]〔【背景技術】文獻〕
[0004]〔專利文獻〕
[0005]〔專利文獻1]日本專利特開2007-110701號公報
[0006][專利文獻2]日本專利特開2008-17449號公報
[0007]因為差動放大電路的負電阻大于考畢茲振蕩電路的負電阻(116^1^6 ^68181^1106)，所以在共振器具有多個共振模式(1110(16)的情況下，即使在電阻相對較大的共振模式下，也能比考畢茲振蕩電路簡單地使共振器振蕩。然而，在共振器具有頻率接近的多個共振模式的情況下，有在所需頻率以外的頻率下引起無用振蕩的危險性。
[0008]圖7是表示以往的差動振蕩器的負電阻特性(實線)與共振器的阻抗(1^6(1^06)特性(虛線)的圖。橫軸表示頻率，縱軸表示阻抗或負電阻。圖7所示的共振器具有^13、0三個共振模式。在三個共振模式中的共振模式3的共振頻率下，差動振蕩器具有正電阻值而不存在負電阻，所以不振蕩。
[0009]然而，在共振模式13及共振模式0中，差動振蕩器具有負電阻，所以無論在共振模式6及共振模式0的哪一個的共振頻率下均可能會振蕩。因此，在想要使共振器以共振模式6及共振模式。中的其中一種模式的共振頻率振蕩的情況下，存在可能會產(chǎn)生無用振蕩的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明是鑒于這些方面而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種差動振蕩器，所述差動振蕩器可使具有多個共振模式的共振器以所需的頻率振蕩。
[0011]本發(fā)明的差動振蕩器包括:共振器，至少具有第一共振模式及第二共振模式；差動放大電路，使該共振器振蕩；以及濾波器印“610，與所述共振器及所述差動放大電路并聯(lián)設置，且第一共振模式的第一共振頻率及第二共振模式的第二共振頻率中的其中一個頻率下的阻抗小于另一個頻率下的阻抗；且差動振蕩器在所述第一共振頻率及第二共振頻率中的所述濾波器的阻抗較大的頻率下具有負電阻，在所述濾波器的阻抗較小的頻率下不具有負電阻。
[0012]所述濾波器例如包含:并聯(lián)共振電路；第一電容器，設置在并聯(lián)共振電路的一端與共振器的一端之間；以及第二電容器，設置在并聯(lián)共振電路的另一端與共振器的另一端之間。
[0013]所述并聯(lián)共振電路也可以具有相互并聯(lián)連接的電感器、第三電容器及電阻，且差動振蕩器具有負電阻的頻率下的第一電容器及第二電容器的電抗狀仏1106)大于第三電容器的電抗。
[0014]所述濾波器也可以包含可變電容元件，且濾波器的阻抗特性根據(jù)施加在可變電容元件的控制電壓而變化。
[0015][發(fā)明的效果]
[0016]根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮如下效果:可使具有多個共振模式的共振器以所需的頻率振蕩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是表不第一實施方式的差動振蕩器的概略構(gòu)成的圖。
[0018]圖2是表示差動振蕩器的負電阻特性(實線〉、與共振器的阻抗特性(虛線)的圖。
[0019]圖3是表示差動振蕩器的構(gòu)成例的詳情的圖。
[0020]圖4是表示共振器的阻抗的頻率特性的一例的圖。
[0021]圖5是表示差動振蕩器的負電阻的頻率特性的一例的圖。
[0022]圖6是表示第二實施方式的差動振蕩器的構(gòu)成例的詳情的圖。
[0023]圖7是表示以往的差動振蕩器的負電阻特性(實線〉、與共振器的阻抗特性(虛線)的圖。
[0024][符號的說明]
[0025]1:共振器
[0026]2:濾波器
[0027]3:差動放大電路
[0028]4、5:放大電路
[0029]6:旁路電容器
[0030]7:電源
[0031]8、9:輸出端子
[0032]20:并聯(lián)共振電路
[0033]21、22、23、46、47、48、56、57、58:電容器
[0034]24:電感器
[0035]25、42、43、44、45、52、53、54、55:電阻
[0036]26:可變電容元件
[0037]41、51:晶體管
[0038]100:差動振蕩器
[0039]:共振模式
[0040]作、:1?:共振頻率

【具體實施方式】
[0041]〈第一實施方式〉
[0042]圖1是表不第一實施方式的差動振蕩器100的概略構(gòu)成的圖。差動振蕩器100包括共振器1、濾波器2、以及差動放大電路3。共振器1、濾波器2及差動放大電路3相互并聯(lián)連接。
[0043]共振器1例如為晶體振子，具有多個共振模式。共振器1至少具有共振頻率各不相同的第一共振模式及第二共振模式。第一共振模式例如為模式，第二共振模式例如為8模式。
[0044]濾波器2與共振器1、及使共振器1振蕩的差動放大電路3并聯(lián)設置，且第一共振模式的第一共振頻率及第二共振模式的第二共振頻率中的其中一個頻率下的阻抗小于另一個頻率下的阻抗。例如，在第一共振頻率下的阻抗小于第二共振頻率下的阻抗的情況下，濾波器2在第一共振頻率附近吸收差動放大電路3產(chǎn)生的振蕩能量。結(jié)果，在第一共振頻率附近差動振蕩器100的負電阻消失，所以在第一共振頻率下差動振蕩器100不振蕩。另一方面，在第二共振頻率附近差動振蕩器100具有負電阻，所以在第二共振頻率下差動振蕩器100振蕩。
[0045]同樣地，在第二共振頻率下的阻抗小于第一共振頻率下的阻抗的情況下，濾波器2在第二共振頻率附近吸收差動放大電路3產(chǎn)生的振蕩能量。結(jié)果，在第二共振頻率附近差動振蕩器100的負電阻消失，所以在第二共振頻率下差動振蕩器100不振蕩，而在第一共振頻率下差動振蕩器100振蕩。
[0046]差動放大電路3包含多個放大電路。差動放大電路3輸出相位相互反轉(zhuǎn)的多個信號，所述信號由連接在共用的電源的多個放大電路放大。
[0047]圖2是表示差動振蕩器100的負電阻特性(實線〉、與共振器的阻抗特性(虛線)的圖。在圖2中表示出特性的差動振蕩器100中，濾波器2的共振頻率與共振模式^的共振頻率^大致相等，共振模式。的共振頻率^下的濾波器2的阻抗小于共振模式6的共振頻率作下的阻抗。因此，差動振蕩器100在共振頻率化下不具有負電阻，在共振頻率作下具有負電阻，所以，差動振蕩器100不會在共振頻率化下進行無用的振蕩，而在共振頻率作下穩(wěn)定地振蕩。
[0048]進而，圖2中的負電阻的截止頻率(0111:0打高于共振模式3的共振頻率6，在共振頻率6下，差動振蕩器100不具有負電阻。結(jié)果，差動振蕩器100只在三個共振模式中的共振模式6的共振頻率作下具有足以進行振蕩的負電阻，從而能夠使差動振蕩器100以所需的振蕩頻率振蕩。
[0049]圖3是表示差動振蕩器100的構(gòu)成例的詳情的圖。
[0050]濾波器2包含:并聯(lián)共振電路20，包括分別并聯(lián)連接的電容器23、電感器24及電阻25 ；以及電容器21及電容器22，與該并聯(lián)共振電路20串聯(lián)連接。電容器21設置在并聯(lián)共振電路20的一端與共振器1的一端之間。電容器22設置在并聯(lián)共振電路20的另一端與共振器1的另一端之間。也就是說，在作為儲能電路(仏011-0111^發(fā)揮功能的并聯(lián)共振電路20的兩端設置著電容器21及電容器22。
[0051]電容器21及電容器22具有大致相等的電容值。差動振蕩器100具有負電阻的頻率下的電容器21及電容器22的電抗大到不會對共振器1的0值造成實質(zhì)影響的程度。例如，在該頻率下，電容器21及電容器22的電抗大于電容器23的電抗。
[0052]差動放大電路3具有包含等效電路的放大電路4及放大電路5、旁路電容器
0011(16118610 6、以及電源 7。
[0053]放大電路4包含晶體管41、電阻42、電阻43、電阻44、電阻45、電容器46、電容器47及電容器48。晶體管41的基極連接于共振器1的一端及電容器21，集電極經(jīng)由電阻42而連接于電源，發(fā)射極經(jīng)由電阻43而連接于地線。晶體管41的集電極連接于輸出第一振蕩信號的輸出端子8。
[0054]電阻44及電阻45作為晶體管41的偏壓$1%)電阻發(fā)揮功能，且電阻44的一端連接于電源，另一端連接于晶體管41的基極、電阻45、及共振器1的一端。電容器46設置在晶體管41的基極與發(fā)射極之間。電容器47設置在晶體管41的發(fā)射極與地線之間。電容器48是設置在電源與地線之間的旁路電容器。
[0055]同樣地，放大電路5包含晶體管51、電阻52、電阻53、電阻54、電阻55、電容器56、電容器57及電容器58。晶體管51的基極連接于共振器1的一端及電容器22，集電極經(jīng)由電阻52而連接于電源，發(fā)射極經(jīng)由電阻53而連接于地線。晶體管51的集電極連接于輸出端子9，所述輸出端子9輸出與第一振蕩信號具有180。的相位差的第二振蕩信號。
[0056]電阻54及電阻55作為晶體管51的偏壓電阻發(fā)揮功能，且電阻54的一端連接于電源，另一端連接于晶體管51的基極、電阻55、及共振器1的一端。電容器56設置在晶體管51的基極與發(fā)射極之間。電容器57設置在晶體管51的發(fā)射極與地線之間。電容器58是設置在電源與地線之間的旁路電容器。
[0057]通過以上構(gòu)成，根據(jù)電容器23的電容值及電感器24的電感(111(111(:1:211106)值確定濾波器2的阻抗特性，在共振器1具有多個共振模式的情況下，差動振蕩器100在與所述阻抗特性對應的一個共振模式的共振頻率下進行振蕩。
[0058]圖4是表示共振器1的阻抗的頻率特性的一例的圖。圖5是表示差動振蕩器100的負電阻的頻率特性的一例的圖。在圖4所示的例子中，共振器1具有以10.01112為共振頻率的主振動模式、及以10.91112為共振頻率的副振動模式。
[0059]在圖5中，作為主振動模式的共振頻率的10.0冊下的負電阻為約200 ^，但在作為副振動模式的共振頻率的10.91取下，電阻值變?yōu)榧s200 0，不存在負電阻。因此，在圖4及圖5所示的例子的情況下，差動振蕩器100以作為主振動模式的共振頻率的10.0冊12振蕩，可防止作為副振動模式的共振頻率的10.91112下的無用振蕩。
[0060]如上所述，根據(jù)本實施方式的差動振蕩器100，與共振器1及差動放大電路3并聯(lián)設置著濾波器2，差動振蕩器100在濾波器2的阻抗較大的頻率下具有負電阻，在濾波器2的阻抗較小的頻率下不具有負電阻。因此，差動振蕩器100以根據(jù)濾波器2的阻抗特性而規(guī)定的所需的頻率進行振蕩，從而防止所需頻率以外的頻率下的振蕩。
[0061]〈第二實施方式〉
[0062]圖6是表示第二實施方式的差動振蕩器的構(gòu)成例的詳情的圖。
[0063]第一實施方式中的濾波器2可基于電容器23及電感器24的任一個的常數(shù)使共振頻率變化，但無法在安裝電容器23及電感器24之后使共振頻率變化。本實施方式的濾波器2在安裝電容器23及電感器24之后也能使共振頻率變化。因此，本實施方式的差動振蕩器100在可通過來自外部的控制切換差動振蕩器100振蕩的頻率方面與第一實施方式的差動振蕩器100不同，在其他方面與第一實施方式的差動振蕩器100相同。
[0064]具體來說，本實施方式的濾波器2包含可變電容元件26來代替電容器23，所述可變電容元件26的靜電電容值根據(jù)從外部施加的控制電壓而變化。濾波器2的阻抗特性根據(jù)該控制電壓而變化?？勺冸娙菰?6例如為變?nèi)荻O管010(16),靜電電容值與施加在電容端子間的電壓的平方根成反比例。
[0065]可變電容元件26的靜電電容值變得越大，則濾波器2的共振頻率變得越小，可變電容元件26的靜電電容值變得越小，則濾波器2的共振頻率變得越大。因此，通過增大施加在可變電容元件26的兩端間的電壓，使濾波器2的共振頻率變大，通過減小施加在可變電容元件26的兩端間的電壓，使濾波器2的共振頻率變小。
[0066]如上所述，在本實施方式的差動振蕩器100中，濾波器2包含可變電容元件26，由此，可通過控制從外部施加的電壓，而切換差動振蕩器100振蕩的共振模式。
[0067]以上，使用實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明的技術范圍并不限定于所述實施方式中記載的范圍。對于本領域技術人員來說可明了，能夠?qū)λ鰧嵤┓绞教砑痈鞣N變更或改良。由權(quán)利要求書的記載可明了，施加了這種變更或改良的實施方式也可包含在本發(fā)明的技術范圍內(nèi)。
[0068]例如，在所述實施方式中，對晶體管41及晶體管51為結(jié)型晶體管01111(^1011^818^01-)的例子進行了說明，但晶體管41及晶體管51也可以為場效應晶體管。另外，在所述實施方式中，對共振器1為晶體振子的情況進行了說明，但共振器1也可以為像陶瓷(061-811110)振蕩子、微機電系統(tǒng)(11(310 21601: 1~0 160118111081 $781:61118, 1218)振子那樣的其他共振器。另外，在所述實施方式中，對濾波器2包含電容器21及電容器22的構(gòu)成進行了說明，但濾波器2也可以只包含電容器21及電容器22中的其中一個。
【權(quán)利要求】
1.一種差動振蕩器，其特征在于包括: 共振器，至少具有第一共振模式及第二共振模式； 差動放大電路，使所述共振器振蕩；以及 濾波器，與所述共振器及所述差動放大電路并聯(lián)設置，且所述第一共振模式的第一共振頻率及所述第二共振模式的第二共振頻率中的其中一個頻率下的阻抗小于另一個頻率下的阻抗；且 在所述第一共振頻率及所述第二共振頻率中的所述濾波器的阻抗較大的頻率下具有負電阻，在所述濾波器的阻抗較小的頻率下不具有負電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動振蕩器，其特征在于: 所述濾波器包括: 并聯(lián)共振電路； 第一電容器，設置在所述并聯(lián)共振電路的一端與所述共振器的一端之間；以及 第二電容器，設置在所述并聯(lián)共振電路的另一端與所述共振器的另一端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的差動振蕩器，其特征在于: 所述并聯(lián)共振電路具有相互并聯(lián)連接的電感器、第三電容器及電阻，且所述差動振蕩器具有所述負電阻的頻率下的所述第一電容器及所述第二電容器的電抗大于所述第三電容器的電抗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的差動振蕩器，其特征在于: 所述濾波器包含可變電容元件，且所述濾波器的阻抗特性根據(jù)施加在所述可變電容元件的控制電壓而變化。
【文檔編號】H03B5/12GK104348416SQ201410363678
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】中岡高司, 星上浩 申請人:日本電波工業(yè)株式會社