專利名稱：表面聲波振蕩器及其頻率改變方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由共振頻率不同的表面聲波元件和將這些表面聲波 元件差動(dòng)連接的交叉耦合型電路構(gòu)成的表面聲波振蕩器及其頻率改變方 法。10 背景技術(shù)在移動(dòng)通信機(jī)等中，由于切換所分配的使用頻帶中的多個(gè)信道來(lái)進(jìn) 行通信，因而有必要切換到由控制信道所指定的信道(頻率)，使用了基于PLL (Phase Locked Loop:鎖相環(huán))的合成器。該P(yáng)LL電路中通常使 用電壓控制振蕩器(VCO: Voltage Controlled Oscillator),提供控制電壓is來(lái)切換振蕩頻率。作為提供控制電壓來(lái)切換振蕩頻率的VCO的現(xiàn)有例， 具有以下方法，即例如如專利文獻(xiàn)1的圖3所示，通過(guò)向可變電容二 極管施加控制電壓來(lái)使靜電電容變化，使表面聲波(SAW: Surface Acoustic Wave)元件的共振點(diǎn)移動(dòng)來(lái)使振蕩頻率變化。然而，在使用頻帶內(nèi)切換信道的情況下，要求在該頻帶的所有信道20內(nèi)具有高的SN比(信號(hào)功率與噪音功率之比)和CN比(載波功率與噪 音功率之比)。然而，在上述現(xiàn)有的VCO中，難以針對(duì)頻帶內(nèi)的所有信 道確保高的SN比和CN比，當(dāng)頻率變化量增大時(shí)具有SN比或CN比降 低的缺點(diǎn)。反之，當(dāng)確保高的SN比和CN比時(shí)具有頻率可變范圍變窄的 課題。為了在技術(shù)上解決該課題，具有使用二個(gè)VCO來(lái)分配頻帶的各一25半的方法，然而當(dāng)使用二個(gè)VCO時(shí)，違背了通信機(jī)的小型化，未具有實(shí) 用性地解決課題。為了解決該問(wèn)題，例如在專利文獻(xiàn)1中記載了將二個(gè)SAW元件并聯(lián) 連接并對(duì)這二個(gè)SAW元件分別進(jìn)行切換來(lái)使用的方法。專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)平8—213838號(hào)公報(bào)
然而，在專利文獻(xiàn)l中，具有不能連續(xù)地切換在切換了二個(gè)SAW元 件時(shí)所輸出的振蕩頻率的課題。發(fā)明內(nèi)容5 本發(fā)明的目的是提供一種能在具有振蕩頻率的連續(xù)性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)表面聲波振蕩器的寬帶化，并且不用復(fù)雜的控制就能調(diào)整頻率的頻率改變 方法。本發(fā)明的表面聲波振蕩器具有交叉耦合型電路，其包含與第1輸 出端子和第2輸出端子差動(dòng)連接的一對(duì)第1有源元件和第2有源元件； 10第1表面聲波元件和第2表面聲波元件，它們的諧振頻率不同，并與上述交叉耦合型電路并聯(lián)連接；第1可變電容電路，其包含第1可變電容元件并使上述第1表面聲波元件的諧振頻率變化，該第1可變電容元件的電容值根據(jù)從第1控制端子所施加的第1控制電壓而變化；以及第2 可變電容電路，其包含第2可變電容元件并使上述第2表面聲波元件的15諧振頻率變化，該第2可變電容元件的電容值根據(jù)從第2控制端子所施 加的第2控制電壓而變化，上述第1表面聲波元件與上述第1可變電容 電路連接，上述第2表面聲波元件與上述第2可變電容電路連接；使用 上述交叉耦合型電路來(lái)輸出上述第1表面聲波元件和上述第2表面聲波 元件的相耦合的振蕩輸出。20 根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)由第1可變電容元件和第2可變電容元件把第1控制電壓或第2控制電壓施加給與交叉耦合型電路并聯(lián)連接的共振頻率不 同的第l.表面聲波元件和第2表面聲波元件，使第1表面聲波元件和第2 表面聲波元件振蕩。此時(shí)，由于使用交叉耦合型電路來(lái)輸出第l表面聲 波元件和第2表面聲波元件相耦合的振蕩輸出，因而可使各振蕩頻率連25續(xù)地切換來(lái)輸出，可連續(xù)地輸出寬帶的振蕩頻率。優(yōu)選上述第1表面聲波元件和上述第2表面聲波元件層疊形成在半 導(dǎo)體芯片上，該半導(dǎo)體芯片包含上述交叉耦合型電路、上述第1可變電 容電路以及上述第2可變電容電路。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于并列設(shè)置有層疊形成在半導(dǎo)體芯片(集成電路)的基板上的2個(gè)表面聲波元件，因而大致2個(gè)表面聲波元件的面積即可， 可抑制面積增加，實(shí)現(xiàn)小型化。并且，本發(fā)明的表面聲波振蕩器的頻率改變方法，其中該表面聲波 振蕩器具有交叉耦合型電路，其包含與第1輸出端子和第2輸出端子 5差動(dòng)連接的一對(duì)第1有源元件和第2有源元件；第1表面聲波元件和第2表面聲波元件，它們的諧振頻率不同，并與上述交叉耦合型電路并聯(lián)連接；第1可變電容電路，其包含第1可變電容元件并使上述第1表面聲 波元件的諧振頻率變化，該第1可變電容元件的電容值根據(jù)從第1控制 端子所施加的第1控制電壓而變化；以及第2可變電容電路，其包含第2io可變電容元件并使上述第2表面聲波元件的諧振頻率變化，該第2可變 電容元件的電容值根據(jù)從第2控制端子所施加的第2控制電壓而變化， 上述第1表面聲波元件與上述第1可變電容電路連接，上述第2表面聲 波元件與上述第2可變電容電路連接；使用上述交叉耦合型電路來(lái)輸出 上述第1表面聲波元件和上述第2表面聲波元件的相耦合的振蕩輸出，15該表面聲波振蕩器的頻率改變方法通過(guò)改變上述第1控制電壓和上述第2 控制電壓的電壓值，來(lái)使上述第1表面聲波元件和上述第2表面聲波元 件的振蕩頻率變化。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使施加給第1控制端子的第1控制電壓變化而使 第1可變電容元件的電容值(電容器電容)變化，第1表面聲波元件的20共振頻率對(duì)應(yīng)于該電容值而大致連續(xù)地變化。并且，通過(guò)使施加給第2 控制端子的第2控制電壓變化而使第2可變電容元件的電容值(電容器 電容)變化，第2表面聲波元件的共振頻率對(duì)應(yīng)于該電容值而連續(xù)地變 化。而且，由于第1表面聲波元件和第2表面聲波元件具有相互不同的25共振頻率且與交叉耦合型電路并聯(lián)連接，因而可實(shí)現(xiàn)第1表面聲波元件和第2表面聲波元件的振蕩頻率的寬帶化，而且可使振蕩頻率連續(xù)地變化。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖2是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的表面聲波振蕩器的作用進(jìn)行說(shuō)明的圖表。圖3是圖2的橫軸放大圖。 5 圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電容器電容和頻率的關(guān)系的圖表。 圖5是示出本發(fā)明的變形例1的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖6是示出本發(fā)明的變形例2的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖7是示出本發(fā)明的變形例3的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖8是示出本發(fā)明的變形例4的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。io 圖9是示出本發(fā)明的變形例5的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖10是示出本發(fā)明的變形例6的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖11是示出本發(fā)明的變形例7的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖12是示出本發(fā)明的變形例8的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖13是示出本發(fā)明的變形例9的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。15 圖14是示出本發(fā)明的變形例IO的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖15是示出本發(fā)明的變形例11的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖16是示出本發(fā)明的變形例U的電容器電容和頻率的關(guān)系的圖表。 圖17是對(duì)本發(fā)明的變形例11的表面聲波振蕩器的作用進(jìn)行說(shuō)明的 圖表。20 圖18是示出本發(fā)明的變形例12的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1:表面聲波振蕩器；10:交叉耦合型電路；lh電流反射鏡電路； 20， 30: SAW共振子；40:恒流源；50, 60:變?nèi)荻O管；100， 200: 可變電容電路。2具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 結(jié)構(gòu)。(實(shí)施方式)首先，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行 說(shuō)明。圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 5 在圖1中，表面聲波振蕩器1由以下構(gòu)成，即與作為第1輸出端子的輸出端子0UT1和作為第2輸出端子的輸出端子OUT2連接的交叉 耦合型電路IO和電流反射鏡電路11;作為第1表面聲波元件的SAW共 振子20;作為第2表面聲波元件的SAW共振子30;與第l控制端子即 控制端子Vcontl連接的第1可變電容電路100;以及與第2控制端子即io控制端子Vcont2連接的第2可變電容電路200。交叉耦合型電路10由與輸出端子0UT1和輸出端子OUT2差動(dòng)連接 的一對(duì)第1有源元件即Nch晶體管N1 (以下簡(jiǎn)單地表示為晶體管N1) 和第2有源元件即Nch晶體管N2 (以下簡(jiǎn)單地表示為晶體管N2)構(gòu)成， 并與由Pch晶體管Pl、 P2 (以下簡(jiǎn)單地表示為晶體管P1、 P2)構(gòu)成的電15流反射鏡電路11和恒流源40連接。晶體管P1的源極端子與電源線VDD (以下簡(jiǎn)單地表示為VDD)連 接，其柵極端子和漏極端子與輸出端子0UT1連接。晶體管P2的源極端 子與VDD連接，其柵極端子與輸出端子OUTl連接，其漏極端子與輸出 端子OUT2連接。并且，晶體管N1的源極端子經(jīng)由恒流源40與接地電20位線GND連接，其柵極端子與輸出端子OUT2連接，其漏極端子與輸出 端子0UT1連接。晶體管N2的源極端子經(jīng)由恒流源40與接地電位線GND 連接，其柵極端子與輸出端子OUT1連接，其漏極端子與輸出端子OUT2 連接?？勺冸娙蓦娐?00具有第1可變電容元件即變?nèi)荻O管50。變?nèi)荻?25極管50的陰極端子與控制端子Vcontl連接，其陽(yáng)極端子與接地電位線 GND連接?？勺冸娙蓦娐?00具有第2可變電容元件即變?nèi)荻O管60。變?nèi)荻?極管60的陰極端子與控制端子Vccmt2連接，其陽(yáng)極端子與接地電位線 GND連接。SAW共振子20在半導(dǎo)體芯片的基板上層疊形成有壓電薄膜和激勵(lì) 電極， 一個(gè)端子與輸出端子0UT1連接，另一個(gè)端子與可變電容電路100 的變?nèi)荻O管50的陰極端子連接。即，SAW共振子20和變?nèi)荻O管.50 串聯(lián)連接在接地電位線GND和輸出端子OUT1 (交叉耦合型電路10)之 5間。SAW共振子30在半導(dǎo)體芯片的基板上層疊形成有壓電薄膜和激勵(lì) 電極， 一個(gè)端子與輸出端子0UT2連接，另一個(gè)端子與可變電容電路200 的變?nèi)荻O管60的陰極端子連接。即，SAW共振子30和變?nèi)荻O管60 串聯(lián)連接在接地電位線GND和輸出端子0UT2 (交叉耦合型電路10)之 io 間。另外，SAW共振子20和SAW共振子30的共振頻率被設(shè)定成稍微 不同。如圖1所示，表面聲波振蕩器1中，在交叉耦合型電路10的輸出端 子0UT1和輸出端子0UT2之間，SAW共振子20和可變電容電路100 15與接地電位線GND連接，可變電容電路200和SAW共振子30與接地電 位線GND連接。因此，相對(duì)于交叉耦合型電路10， SAW共振子20與可 變電容電路100、SAW共振子30與可變電容電路200為并聯(lián)連接的關(guān)系。 下面，參照附圖對(duì)表面聲波振蕩器的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。 圖2和圖3是對(duì)表面聲波振蕩器的作用進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖2的圖表 20例示出一邊使相同電壓(即第1控制電壓二第2控制電壓)變化一邊將 該電壓施加給表面聲波振蕩器的第1控制端子和第2控制端子的情況。 圖3是圖2的橫軸放大圖。橫軸表示頻率(MHz)，左縱軸表示反射系數(shù)(Sll: dB)，右縱軸 表示相位特性(phase: o))。圖示的反射系數(shù)S11和相位特性(Phase)的 25多個(gè)圖表分別表示使第1控制電壓和第2控制電壓變化的時(shí)候。相位特 性《 = 0時(shí)的與反射系數(shù)Sll變?yōu)樽畹偷狞c(diǎn)的交點(diǎn)相當(dāng)于輸出頻率。如圖 2和圖3所示，在反射系數(shù)Sll的圖表中，在315.05MHz 315.10MHz 的寬范圍內(nèi)反射系數(shù)Sll降低。g卩，表示可在該范圍內(nèi)使頻率連續(xù)地改 變。
圖4是示出本實(shí)施方式的表面聲波振蕩器的變?nèi)荻O管50、 60的電 容值(電容器電容)和頻率的關(guān)系的圖表。艮P，該圖描繪出了圖2和圖3 中的頻率變化，示出該表面聲波振蕩器可在約315.05 315.10MHz之間 使頻率連續(xù)地改變。 5 如圖4所示，頻率對(duì)應(yīng)于電容器電容而變化。具體地說(shuō)，在lpF附近輸出fl = 315.105MHz，在30pF時(shí)輸出f7=315.055MHz，在它們之間 頻率連續(xù)地非線性變化。因此，通過(guò)分別改變第1控制電壓和第2控制 電壓，來(lái)使變?nèi)荻O管50、 60的電容器電容變化，可調(diào)整為SAW共振 子20、 30各自期望的輸出頻率。另外，圖4所示的頻率fl f7與圖3所io 示的頻率fl f7—致。另外，在上述的本實(shí)施方式中，對(duì)向控制端子Vcontl和控制端子 Vcont2施加的電壓相同的情況作了說(shuō)明，然而通過(guò)分別以不同的電壓進(jìn) 行控制，可設(shè)定成更細(xì)分化的頻率，并實(shí)現(xiàn)寬帶化。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，經(jīng)由變?nèi)荻O管50、 60把第1控制電壓和15第2控制電壓分別施加給與交叉耦合型電路10并聯(lián)連接且共振頻率不同 的SAW共振子20、 30。通過(guò)使第1控制電壓和第2控制電壓的施加電 壓變化，來(lái)使變?nèi)荻O管50、 60的電容器電容變化，使SAW共振子20、 30以期望的振蕩頻率振蕩。此時(shí)，由于使用交叉耦合型電路來(lái)輸出SAW 共振子20與SAW共振子30相耦合的振蕩輸出，因而可連續(xù)地切換并輸20出各個(gè)振蕩頻率，實(shí)現(xiàn)寬帶化，可使振蕩頻率連續(xù)地變化。并且，SAW共振子20、 30構(gòu)成為層疊在包含交叉耦合型電路10、 第1可變電容電路100以及第2可變電容電路200的半導(dǎo)體芯片的基板 上。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，表面聲波振蕩器1有2個(gè)表面聲波元件(SAW共振 子20、 30)的面積即可，可抑制面積增加，實(shí)現(xiàn)小型化。25 以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了說(shuō)明，然而本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，可在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)以各種方式來(lái)實(shí)施。以下，列 舉電路結(jié)構(gòu)的變形例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖l、圖5 圖9例示出變?nèi)荻?極管是NMOS型的情況，圖10 圖14例示出變?nèi)荻O管是PMOS型的 情況。 (變形例1)圖5是示出本發(fā)明的變形例1的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 變形例1與上述實(shí)施方式(參照?qǐng)D1)的不同在于，表面聲波振蕩器1在交叉耦合型電路IO (晶體管N1和晶體管P1之間)和輸出端子0UT1之 5間連接有電容器Cl，在交叉耦合型電路10 (晶體管N2和晶體管P2之 間)和輸出端子OUT2之間連接有電容器C2。并且，在輸出端子OUT1和接地電位線GND之間按順序串聯(lián)連接 SAW共振子20和可變電容電路100，在輸出端子OUT2與接地電位線 GND之間按順序串聯(lián)連接SAW共振子30和可變電容電路200。即使是 io這種結(jié)構(gòu)，也能獲得與上述實(shí)施方式相同的作用效果。 (變形例2)圖6是示出本發(fā)明的變形例2的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 在變形例2中，表面聲波振蕩器1在可變電容電路100 (變?nèi)荻O管50) 和輸出端子OUTl之間連接有電容器C1，在可變電容電路200 (變?nèi)荻?15極管60)和輸出端子OUT2之間連接有電容器C2。并且，在輸出端子0UT1和接地電位線GND之間按順序串聯(lián)連接電 容器C1、 SAW共振子20以及可變電容電路100，另一方面，在輸出端 子OUT2和接地電位線GND之間按順序串聯(lián)連接電容器C2、可變電容 電路200以及SAW共振子30。如圖6所示，即使采用相對(duì)于交叉耦合 20型電路10左右不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，也能獲得與上述實(shí)施方式相同的作用效果。 另外，也可以僅使用電容器C1和C2中的任一方。 (變形例3)圖7是示出本發(fā)明的變形例3的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 變形例3具有以下特征，即表面聲波振蕩器1在輸出端子OUT1和VDD 25之間串聯(lián)連接SAW共振子20和可變電容電路100，在輸出端子OUT2 和VDD之間串聯(lián)連接SAW共振子30和可變電容電路200。交叉耦合型 電路10的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式(參照?qǐng)D1)相同。 (變形例4)圖8是示出本發(fā)明的變形例4的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。
變形例4具有以下特征，g卩對(duì)上述變形例3 (參照?qǐng)D7)附加了電容器Cl、 C2。如圖8所示，表面聲波振蕩器1在交叉耦合型電路10 (晶體管 Nl和晶體管P1之間)和VDD之間串聯(lián)連接電容器C1、 SAW共振子20 以及可變電容電路100，在交叉耦合型電路10 (晶體管N2和晶體管P2 5之間)和VDD之間串聯(lián)連接電容器C2、 SAW共振子30以及可變電容 電路200。(變形例5)圖9是示出本發(fā)明的變形例5的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 變形例5變更了對(duì)上述變形例4 (參照?qǐng)D8)附加的電容器C1、 C2的配 io置位置。如圖9所示，表面聲波振蕩器1在SAW共振子20和輸出端子 0UT1之間連接有電容器Cl，在SAW共振子30和輸出端子0UT2之間 連接有電容器C2。因此，在輸出端子0UT1和VDD之間串聯(lián)連接有電 容器C1、 SAW共振子20以及可變電容電路IOO。另一方面，在輸出端 子OUT2和VDD之間串聯(lián)連接有電容器C2、 SAW共振子30以及可變 15 電容電路200。(變形例6)圖10是示出本發(fā)明的變形例6的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 變形例6中使圖1、圖5 圖9所示的交叉耦合型電路10為由Pch晶體 管構(gòu)成第1有源元件和第2有源元件的交叉耦合型電路12。交叉耦合型20電路12由與輸出端子OUT1和輸出端子OUT2差動(dòng)連接的一對(duì)第1有源 元件即Pch晶體管Pxl (以下簡(jiǎn)單地表示為晶體管Pxl)和第2有源元件 即Pch晶體管Px2 (以下簡(jiǎn)單地表示為晶體管Px2)構(gòu)成，并且該交叉耦 合型電路12與由Nch晶體管Nxl、 Nx2(以下簡(jiǎn)單地表示為晶體管Nxl、 Nx2)構(gòu)成的電流反射鏡電路13和恒流源40連接。晶體管Nxl的源極25端子與接地電位線GND連接，其柵極端子以及漏極端子與輸出端子 0UT1連接。晶體管Nx2的源極端子與接地電位線GND連接，其柵極端子與輸 出端子OUTl連接，其漏極端子與輸出端子OUT2連接。晶體管Pxl的 源極端子經(jīng)由恒流源40與VDD連接，其柵極端子與輸出端子OUT2連 接，其漏極端子與輸出端子0UT1連接。晶體管Px2的源極端子經(jīng)由恒 流源40與VDD連接，其柵極端子與輸出端子0UT1連接，其漏極端子 與輸出端子0UT2連接。并且，在變形例6中使用的變?nèi)荻O管50、 60是PMOS型二極管。 5 (變形例7)圖11是示出本發(fā)明的變形例7的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 變形例7具有以下特征，g卩對(duì)上述變形例6 (參照?qǐng)D10)附加了電容 器Cl、 C2。如圖11所示，表面聲波振蕩器1在輸出端子0UT1和接地 電位線GND之間串聯(lián)連接有電容器Cl、 SAW共振子20以及可變電容 io電路100，在輸出端子OUT2和接地電位線GND之間串聯(lián)連接有電容器 C2、 SAW共振子30以及可變電容電路200。 (變形例8)圖12是示出本發(fā)明的變形例8的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 變形例8具有以下特征，目卩改變了對(duì)上述變形例7 (參照?qǐng)D11)附加15的電容器Cl、 C2的配置。如圖12所示，表面聲波振蕩器1在交叉耦合 型電路12 (晶體管Pxl和晶體管Nxl之間)和接地電位線GND之間串 聯(lián)連接有電容器C1、 SAW共振子20以及可變電容電路100，在交叉耦 合型電路12 (晶體管Px2和晶體管Nx2之間)和接地電位線GND之間 串聯(lián)連接有電容器C2、 SAW共振子30以及可變電容電路200。20 (變形例9)圖13是示出本發(fā)明的變形例9的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 變形例9具有以下特征，即對(duì)上述變形例6 (參照?qǐng)D10)附加電容器 Cl、 C2，改變了可變電容電路100、 200的配置。如圖13所示，表面聲 波振蕩器1在交叉耦合型電路12 (晶體管Nxl和晶體管Pxl之間)和接25地電位線GND之間串聯(lián)連接有可變電容電路100和SAW共振子20，在 接地電位線GND和輸出端子OUT1之間串聯(lián)連接有SAW共振子20和電 容器C1。另一方面，在交叉耦合型電路12 (晶體管Nx2和晶體管Px2之間) 和接地電位線GND之間串聯(lián)連接有可變電容電路200和SAW共振子30，
在接地電位線GND和輸出端子OUT2之間串聯(lián)連接有SAW共振子30 和電容器C2。(變形例10)圖14是示出本發(fā)明的變形例IO的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。 5變形例10具有以下特征，即對(duì)上述變形例9 (參照?qǐng)D13)的可變電容 電路IOO、 200各附加二個(gè)變?nèi)荻O管。另外，不使用電容器C1、 C2。 如圖14所示，表面聲波振蕩器1在交叉耦合型電路12 (晶體管Nxl和 晶體管Pxl之間)和接地電位線GND之間串聯(lián)連接有可變電容電路101 (變?nèi)荻O管51、 50)和SAW共振子20，在變?nèi)荻O管51、 50之間連 10接有控制端子Vcontl 。而且，在輸出端子OUT1和交叉耦合型電路12之 間串聯(lián)連接有變?nèi)荻O管50、 51。另一方面，在交叉耦合型電路12 (晶體管Nx2和晶體管Px2之間) 和接地電位線GND之間串聯(lián)連接有可變電容電路201 (變?nèi)荻O管61、 60)和SAW共振子30，在變?nèi)荻O管61、60之間連接有控制端子Vcont2。 15而且，在輸出端子OUT2和交叉耦合型電路12之間串聯(lián)連接有變?nèi)荻O 管60、 61。即使是以上說(shuō)明的變形例1 變形例10 (參照?qǐng)D5 圖14)那樣的 結(jié)構(gòu)，表面聲波振蕩器1也能取得與上述實(shí)施方式(參照?qǐng)D1 圖4)相 同的作用效果。20 另外，在圖10 圖14中對(duì)使用PMOS型的變?nèi)荻O管的結(jié)構(gòu)作了說(shuō)明，然而也可以在圖7 圖9所示的使用NMOS型的變?nèi)荻O管的電 路結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成為把NMOS型置換成PMOS型的變?nèi)荻O管的電路結(jié)構(gòu) (省略圖示)。(變形例11)25 接下來(lái)，參照附圖對(duì)本發(fā)明的變形例ll進(jìn)行說(shuō)明。上述實(shí)施方式l及其變形例1 變形例10將SAW共振子和可變電容電路串聯(lián)連接，與 之相比，變形例ll具有以下特征，即將SAW共振子和可變電容電路 并聯(lián)連接。另外，作為變?nèi)荻O管例示出使用NMOS型的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行說(shuō) 明。
圖15是示出本發(fā)明的變形例11的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖15中，表面聲波振蕩器l由以下構(gòu)成，即具有輸出端子OUTl和 輸出端子OUT2的交叉耦合型電路10; SAW共振子20; SAW共振子30; 與控制端子Vcontl連接的可變電容電路103;以及與控制端子Vcont2連 5接的可變電容電路203?？勺冸娙蓦娐?03具有變?nèi)荻O管50和電容器Cl 。變?nèi)荻O管50 的陰極端子與控制端子Vcxmtl連接，其陽(yáng)極端子與接地電位線GND連 接。電容器C1的一個(gè)端子與控制端子Vcontl (變?nèi)荻O管50)連接， 其另一個(gè)端子與輸出端子OUT1連接。 io 可變電容電路203具有變?nèi)荻O管60和電容器C2。變?nèi)荻O管60的陰極端子與控制端子Vcont2連接，其陽(yáng)極端子與接地電位線GND連 接。電容器C2的一個(gè)端子與控制端子Vcont2 (變?nèi)荻O管60)連接， 其另一個(gè)端子與輸出端子OUT2連接。并且，SAW共振子20的一個(gè)端子與輸出端子OUT1連接，其另一 15個(gè)端子與接地電位線GND連接。SAW共振子30的一個(gè)端子與輸出端子OUT2連接，其另一個(gè)端子 與接地電位線GND連接。因此，如圖15所示，表面聲波振蕩器l構(gòu)成為，使交叉耦合型電路 10、可變電容電路103以及SAW共振子20并聯(lián)連接，使交叉耦合型電 20路10、可變電容電路203以及SAW共振子30并聯(lián)連接。接下來(lái)，參照附圖對(duì)變形例11的表面聲波振蕩器的作用進(jìn)行說(shuō)明。 圖16是示出變形例11的電容器電容和頻率的關(guān)系的圖表。在圖16中， 示出在使施加給控制端子Vcontl和控制端子Vcont2.的電壓變化、并且 變?nèi)荻O管50、60的電容器電容對(duì)應(yīng)于該電壓值的大小而變化時(shí)的SAW 25共振子20、 30的頻率變化。如圖16所示，頻率對(duì)應(yīng)于電容器電容而變 化。具體地說(shuō)，在0pF附近輸出fl二315.052MHz，在30pF時(shí)輸出f7 = 315.034MHz，在它們之間頻率(圖中由f2 傷表示)連續(xù)地變化。因此， 通過(guò)改變第1控制電壓和第2控制電壓各自的電壓值，來(lái)使變?nèi)荻O管 50、 60的電容器電容變化，可調(diào)整為SAW共振子20、 30各自期望的輸
出頻率。圖17是對(duì)變形例11的表面聲波振蕩器的作用進(jìn)行說(shuō)明的圖表。另夕卜，圖17的圖表例示出一邊使相同電壓(即第1控制電壓=第2控制電壓)變化一邊將其施加給表面聲波振蕩器l的控制端子Vcomi和控制端5子Vcont2的情況。圖示的反射系數(shù)(S11)和相位特性(Phase)的多個(gè) 圖表分別表示使第1控制電壓和第2控制電壓變化的時(shí)候。如圖17所示， 在反射系數(shù)(S11)的圖表中，在314.97MHz 315.09MHz的寬范圍內(nèi)獲得增益。而且，由于相位特性co二O時(shí)的反射系數(shù)Sll為最低時(shí)的交點(diǎn)相當(dāng)于 io輸出頻率，因而獲得頻率fl f7 (f4、 f5、傷為了方便起見(jiàn)省略圖示)。 頻率fl f7相當(dāng)于圖16中所示的頻率fl f7。因此，輸出頻率可在f1 f7之間連續(xù)地變化。即使在如上述變形例11所示使SAW共振子和可變電容電路并聯(lián)連 接的結(jié)構(gòu)中，雖然與串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)相比，相對(duì)于電容器電容的變化的 15頻率靈敏度稍低，但是也能使輸出頻率連續(xù)地變化，可實(shí)現(xiàn)寬帶化。另外，在上述變形例11中，對(duì)施加給控制端子Vcontl和控制端子 Vcont2的電壓相同的情況作了說(shuō)明，然而通過(guò)分別以不同電壓進(jìn)行控制， 可設(shè)定為更細(xì)分化的頻率和寬帶。 (變形例12)20 下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的變形例12的表面聲波振蕩器進(jìn)行說(shuō)明。變形例12具有以下特征，即對(duì)于上述變形例ll (參照?qǐng)D15)，對(duì)可變 電容電路各附加二個(gè)變?nèi)荻O管，去除了電容器C1、 C2。圖18是示出變形例12的表面聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖18 中，表面聲波振蕩器1構(gòu)成為，使交叉耦合型電路10、可變電容電路10425以及SAW共振子20并聯(lián)連接，使交叉耦合型電路10、可變電容電路204 以及SAW共振子30并聯(lián)連接。可變電容電路104構(gòu)成為，在輸出端子0UT1和接地電位線GND之 間串聯(lián)連接有變?nèi)荻O管5K 50，在變?nèi)荻O管51和變?nèi)荻O管50之 間連接有控制端子Vccmtl。
另一方面，可變電容電路204構(gòu)成為，在輸出端子0UT2和接地電 位線GND之間串聯(lián)連接有變?nèi)荻O管61、 60,在變?nèi)荻O管61和變?nèi)?二極管60之間連接有控制端子Vcont2。
在這種變形例12的結(jié)構(gòu)中，也能取得與上述變形例11相同的效果。 另夕卜，在變形例11和變形例12中，例示出使用NMOS型的變?nèi)荻?極管的結(jié)構(gòu)作了說(shuō)明，然而也能使用PMOS型的變?nèi)荻O管。
權(quán)利要求
1. 一種表面聲波振蕩器，其特征在于，該表面聲波振蕩器具有 交叉耦合型電路，其包含與第1輸出端子和第2輸出端子差動(dòng)連接5的一對(duì)第1有源元件和第2有源元件；第1表面聲波元件和第2表面聲波元件，它們的諧振頻率不同，并 與上述交叉耦合型電路并聯(lián)連接；第1可變電容電路，其包含第1可變電容元件并使上述第1表面聲 波元件的諧振頻率變化，該第1可變電容元件的電容值根據(jù)從第1控制 10端子所施加的第l控制電壓而變化；以及第2可變電容電路，其包含第2可變電容元件并使上述第2表面聲 波元件的諧振頻率變化，該第2可變電容元件的電容值根據(jù)從第2控制 端子所施加的第2控制電壓而變化，上述第1表面聲波元件與上述第1可變電容電路連接，上述第2表 15面聲波元件與上述第2可變電容電路連接；使用上述交叉耦合型電路來(lái)輸出上述第1表面聲波元件和上述第2 表面聲波元件的相耦合的振蕩輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面聲波振蕩電路，其特征在于，上述第 1表面聲波元件和上述第2表面聲波元件層疊形成在半導(dǎo)體芯片上，該半20導(dǎo)體芯片包含上述交叉耦合型電路、上述第1可變電容電路以及上述第2 可變電容電路。
3. —種表面聲波振蕩器的頻率改變方法，該表面聲波振蕩器具有 交叉耦合型電路，其包含與第1輸出端子和第2輸出端子差動(dòng)連接的一 對(duì)第1有源元件和第2有源元件；第1表面聲波元件和第2表面聲波元25件，它們的諧振頻率不同，并與上述交叉耦合型電路并聯(lián)連接；第1可 變電容電路，其包含第1可變電容元件并使上述第1表面聲波元件的諧 振頻率變化，該第1可變電容元件的電容值根據(jù)從第1控制端子所施加 的第1控制電壓而變化；以及第2可變電容電路，其包含第2可變電容 元件并使上述第2表面聲波元件的諧振頻率變化，該第2可變電容元件的電容值根據(jù)從第2控制端子所施加的第2控制電壓而變化，上述第1表面聲波元件與上述第1可變電容電路連接，上述第2表面聲波元件與上述第2可變電容電路連接；使用上述交叉耦合型電路來(lái)輸出上述第1表面聲波元件和上述第2表面聲波元件的相耦合的振蕩輸5出，其特征在于，該表面聲波振蕩器的頻率改變方法通過(guò)改變上述第1控制電壓和上述第2控制電壓的電壓值，來(lái)使上述第1表面聲波元件和上述第2表面聲波元件的振蕩頻率變化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種表面聲波振蕩器。在具有振蕩頻率的連續(xù)性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬帶化。表面聲波振蕩器(1)具有；交叉耦合型電路(10)，其與輸出端子(OUT1)和輸出端子(OUT2)差動(dòng)連接；SAW共振子(20、30)，其與交叉耦合型電路(10)并聯(lián)連接且共振頻率不同；可變電容電路(100)，其包含電容值根據(jù)從輸出端子(OUT1)所施加的第1控制電壓而變化的變?nèi)荻O管(50)，且該可變電容電路(100)使SAW共振子(20)的共振頻率變化；以及可變電容電路(200)，其包含電容值根據(jù)從輸出端子(OUT2)所施加的第2控制電壓而變化的變?nèi)荻O管(60)，且該可變電容電路(200)使SAW共振子(30)的共振頻率變化，SAW共振子(20)與可變電容電路(100)連接，SAW共振子(30)與可變電容電路(200)連接，使用交叉耦合型電路(10)來(lái)輸出SAW共振子(20)和SAW共振子(30)相耦合的振蕩輸出。
文檔編號(hào)H03B5/36GK101145758SQ200710147898
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月14日
發(fā)明者矢島有繼 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社