專利名稱：表面聲波驅(qū)動電路及其振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面波諧振器驅(qū)動電路及其振蕩器。 已知通過石英或壓電諧振器來穩(wěn)定振蕩頻率的振蕩器。當(dāng)前，使用表面聲波(SAW, Surface Acoustic Wave)的振蕩器用于無線電頻率信號和數(shù)據(jù)發(fā)射系統(tǒng)；所述諧振器主要 用在ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)，Industrial，Scientific and Medical)頻段以及用于SRD(短 禾呈裝置，ShortRange Device)。 使用SAW諧振器的振蕩器電路表現(xiàn)出一定的開始振蕩初始延遲，大約在20或30 微秒。 假設(shè)了上述技術(shù)狀態(tài)，本發(fā)明的目的是提供使得可以在大約百毫微秒極快地開始 振蕩的表面波諧振器驅(qū)動電路。 根據(jù)本發(fā)明，通過表面波諧振器驅(qū)動電路來實(shí)現(xiàn)這樣的目的，所述諧振器包括靜 電電容器和用于對所述諧振器提供電壓的所述驅(qū)動電路，其特征在于，該表面波諧振器驅(qū) 動電路包括電抗部件(reactivemeans)，電抗部件用于以所述諧振器在所述電壓進(jìn)行初始 驅(qū)動期間的預(yù)定頻率與所述諧振器的靜電電容器諧振，所述驅(qū)動電路還包括用于使振蕩控 制在預(yù)定頻率的無源部件。 根據(jù)下面對以非限定性例子的方式在附圖中示出的實(shí)用實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā) 明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，其中

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的考畢子(Colpitts)振蕩器的電路圖； 圖2示出SAW諧振器及其等效電路； 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的振蕩器； 圖4示出在啟動步驟期間的圖3中的振蕩器； 圖5示出在運(yùn)行步驟期間的圖3中的振蕩器。 圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的考畢子振蕩器的電路圖。所述振蕩器包括雙極晶體管 Ql，雙極晶體管Ql具有基極，基極與電阻器Rl的一端連接，電阻器Rl另一端與極化電壓Vb 連接，基極與地GND之間布置了電容器CI。晶體管Ql還具有發(fā)射極，發(fā)射極通過電阻器R2 與電容器C2的并聯(lián)與地GND耦接；以及晶體管Ql還具有集電極，集電極通過電感器LI耦 接至電源Vdc ;在電源與地GND之間布置了電容器C4，以及在晶體管Q1的發(fā)射極與集電極 之間布置了另一電容器Cl。 圖2示出SAW諧振器Xl及其等效電路，等效電路包括電容器Co，電容器Co并聯(lián)至 電容器Cm、電感器Lm和電阻器Rm(動態(tài)電容器、電感器和電阻器)的串聯(lián)，該串聯(lián)表示SAW 諧振器的機(jī)械特性的等效電子結(jié)構(gòu)。 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的振蕩器。該振蕩器包括例如圖1中考畢子電路等的驅(qū)動電 路，驅(qū)動電路通過布置在晶體管Q1的集電極與諧振器X1之間的電阻器R3與電感器L3的 并聯(lián)，耦接至SAW諧振器X1。在這樣的電路圖中，考畢子電路變成表面波諧振器X1的驅(qū)動 電路；諧振器X1包括靜電電容器Co，以及所述驅(qū)動電路用于向所述諧振器提供電壓Vx。驅(qū) 動電路包括電抗部件，即電感器L3，電感器L3的取值使得電感器L3以諧振器在所述電壓 Vx初始驅(qū)動期間的預(yù)定頻率Fo與諧振器的所述靜電電容器Co諧振；驅(qū)動電路包括無源部
3件，即電阻器R3，電阻器R3用于在運(yùn)行期間使振蕩控制并維持在所述預(yù)定頻率Fo。 圖4示出在啟動步驟期間的圖3中的振蕩器，其中，為了更清楚地說明，示出了替
代并聯(lián)電路R3和L3的等效串聯(lián)電路R3eq和L3eq。緊接在該步驟之后的步驟是向晶體管
Ql的基極施加極化電壓Vb，這使得可以向諧振器Xl施加電壓Vx ;在這種情況下，諧振器X1
是靜態(tài)的，并且在該等效電路中僅表現(xiàn)為靜電電容器Co 。電感器L3eq的取值使得在它的電
抗可以與頻率Fo時(shí)的電容器Co的電抗相互消隱；電阻器R3eq的存在使得可以在頻率Fo
附近啟動振蕩。 圖5示出運(yùn)行步驟期間的圖3中的振蕩器。在大約50毫微秒的短時(shí)間段之后，SAW 諧振器克服了機(jī)械慣性，開始振蕩，并且電路變?yōu)槿鐖D5所示。電感器13的值相對于XI的 總電抗Lm的值可忽略不計(jì)。諧振器X1的等效電路在諧振器頻率時(shí)表現(xiàn)出非常高的阻抗， 并且通過電阻器R3，促使諧振器以與頻率Fo相等的并聯(lián)諧振頻率振蕩。
優(yōu)選地，增加電感器L2，將其與電容器C2串聯(lián)；這可以減小因電壓Vb從零至正常 值的變化所弓I起的振蕩器的頻率變化。 —種驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路具有值從極少毫微亨利到幾百毫微亨利不等的電感器 L1、L2和L3，具有值在大約一微微法拉或幾十微微法拉的電容器Cl和C2，以及具有值在大 約幾百歐姆的電阻器R3，該驅(qū)動電路可以驅(qū)動SAW諧振器，使得SAW諧振器能夠在大約一百 毫微秒極快地開始振蕩。 驅(qū)動電路的實(shí)施例包括如下序列的值在頻率為Fo = 434Mhz時(shí)，Ll = 18nH， L2 =3. 3nH，L3 = 82nH，Cl = 8pF，C2 = 18pF，R3 = 470歐姆。另一驅(qū)動電路的實(shí)施例包括如 下序列的值在頻率為Fo = 315Mhz時(shí)，Ll = 22nH， L2 = 3. 3nH， L3 = 150nH， Cl = 12pF， C2 = 22pF， R3 = 470歐姆。
權(quán)利要求
一種表面波諧振器的驅(qū)動電路(X1)，所述諧振器包括靜電電容器(Co)和用于向所述諧振器提供電壓(Vx)的所述驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括電抗部件(L3)，所述電抗部件(L3)用于以所述諧振器在所述電壓進(jìn)行初始驅(qū)動期間的預(yù)定頻率(Fo)與所述諧振器的靜電電容器(Co)諧振，所述驅(qū)動電路還包括用于使振蕩控制在所述預(yù)定頻率(Fo)的無源部件(R3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路，其特征在于，所述電抗部件(L3)的取值使得自向所述 表面波諧振器施加所述電壓起的預(yù)定初始時(shí)間段(To)之后，電抗部件的值相對于表面波 諧振器(XI)的總電抗能忽略不計(jì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述無源部件(R3)用于迫使表面波諧振 器在所述預(yù)定的初始時(shí)間段(To)之后，基本上以所述預(yù)定頻率(Fo)振蕩。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電抗部件是電感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述無源部件是電阻器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的電路，其特征在于，將所述電感器和所述電阻器布置為彼 此并聯(lián)，并將它們與所述表面波諧振器串聯(lián)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，還包括雙極晶體管，所述雙極晶體管具有 通過另一電感器(LI)耦合至電源(Vdc)的集電極，具有通過另一電阻器(Rl)耦合在極化 電壓的基極，以及具有通過另一電阻器(R2)及另一電容器(C2)的并聯(lián)與地(GND)耦接的 發(fā)射極，所述電路還包括布置在所述集電極和所述發(fā)射極之間的另一電容器(CI)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其特征在于，還包括連接在所述另一電容器(C2)和地 (GND)之間的又一電感器(L2)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述初始時(shí)間段基本上為50毫微秒。
10. —種振蕩器，包括表面波諧振器和根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的驅(qū)動電路。
全文摘要
記載了一種表面波諧振器(X1)的驅(qū)動電路；該諧振器包括靜電電容器(Co)，驅(qū)動電路用于向該諧振器提供電壓(Vx)。驅(qū)動電路包括電抗部件(L3)，該電抗部件用于以所述諧振器在所述電壓進(jìn)行初始驅(qū)動期間的預(yù)定頻率(Fo)與所述諧振器的所述靜電電容器(Co)諧振；驅(qū)動電路還包括用于使振蕩控制在預(yù)定頻率(Fo)的無源部件(R3)。
文檔編號H03B5/32GK101772885SQ200880101904
公開日2010年7月7日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者保羅·莫伊拉吉, 盧卡·莫伊拉吉, 圭多·莫伊拉吉 申請人:圭多·莫伊拉吉公司之電子通訊有限合伙公司