專利名稱：振蕩電路和調(diào)諧器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振蕩電路、一種調(diào)節(jié)所述振蕩電路振蕩頻率的調(diào)節(jié)方法、一種調(diào)諧器和一種調(diào)諧器的本機(jī)振蕩電路的振蕩頻率調(diào)節(jié)方法，該調(diào)諧器適用于作為接收例如數(shù)字衛(wèi)星廣播的接收裝置的數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器等。
一般的數(shù)字衛(wèi)星廣播接收裝置包括一個(gè)數(shù)字衛(wèi)星天線、一個(gè)數(shù)字衛(wèi)星轉(zhuǎn)換器、一個(gè)數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器等。來自廣播衛(wèi)星的數(shù)字衛(wèi)星廣播信號(hào)被數(shù)字衛(wèi)星天線接收。數(shù)字衛(wèi)星變換器將由數(shù)字衛(wèi)星天線接收的該數(shù)字衛(wèi)星廣播信號(hào)變換成例如其頻率位于950MHz到2,150KHz范圍內(nèi)的低頻信號(hào)并對其進(jìn)行放大，然后，將如此獲得的高頻接收信號(hào)提供給數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器。
數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器根據(jù)所述高頻接收信號(hào)選擇需要的轉(zhuǎn)發(fā)器(transponder)并解調(diào)模擬基帶信號(hào)(I.，Q)。所述調(diào)諧器還對這些I和Q信號(hào)執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換并使用QPSK解調(diào)器對數(shù)字信號(hào)解調(diào)，借此，以8位為單位并行輸出被解調(diào)的數(shù)字信號(hào)。
已經(jīng)提出了一種

圖1所示的數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器。下面將描述圖1所示的數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器。在圖1中，參考號(hào)1表示用于輸入例如來自所述數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器的、頻率范圍為950MHz到2,150MHz的高頻接收信號(hào)的高頻接收信號(hào)輸入端。來自所述高頻接收信號(hào)輸入端1的高頻接收信號(hào)被提供給混合電路5的一個(gè)輸入端，以便經(jīng)過由下列電路所形成的串聯(lián)電路對頻率進(jìn)行變換。即，通過一個(gè)用于消除例如479.5MHz中頻信號(hào)的高通濾波器1a和高頻放大器電路1b、用于消除例如靠近相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器(transponder)信號(hào)等的圖像頻率信號(hào)以便允許通過除頻率范圍950MHz到2,150MHz以外所希望信號(hào)的壓控型可變基帶濾波器2、自動(dòng)增益控制電路3和高頻放大電路4進(jìn)行頻率變換。
參考號(hào)6表示形成本機(jī)振蕩器10的壓控型可變頻率振蕩器電路。在所述壓控型可變頻率振蕩器電路6輸出側(cè)的振蕩器的輸出被提供給形成PLL(鎖相環(huán)電路)的相位比較電路7的一個(gè)輸入端。
參考號(hào)8表示用于控制所述接收裝置的一個(gè)中央處理單元(CPU)。中央處理單元8產(chǎn)生具有與所希望信道對應(yīng)的一個(gè)頻率的信道選擇信號(hào)。這個(gè)具有與所希望信道對應(yīng)的頻率的信道選擇信號(hào)被從中央處理單元8提供給相位比較電路7的其它輸入端。
相位比較電路7在輸出端一側(cè)將來自壓控型可變頻率振蕩器電路6的振蕩信號(hào)與具有與所希望信道對應(yīng)頻率的信道選擇信號(hào)進(jìn)行比較以便獲得一個(gè)誤差信號(hào)。相位比較電路7將在其輸出端一側(cè)獲得的誤差信號(hào)經(jīng)過低通濾波器9提供給壓控型可變頻率振蕩器電路6的控制端，并將與在低通濾波器9輸出端一側(cè)獲得的信道選擇信號(hào)對應(yīng)的一個(gè)控制電壓提供給具有其電容值隨控制電壓改變的變?nèi)荻O管等的可變帶通濾波器2。
這種配置使帶通濾波器2消除例如靠近相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)等圖象頻率信號(hào)中的除所希望信號(hào)以外的信號(hào)。
壓控型可變頻率振蕩器電路6響應(yīng)在低通濾波器9輸出端一側(cè)獲得的誤差信號(hào)控制所述振蕩信號(hào)的頻率。在壓控型可變振蕩器電路6中，參考號(hào)6a表示一個(gè)放大電路單元和參考號(hào)6b表示諧振電路單元。
在這種情況下，相位比較電路7、低通濾波器9和壓控型可變頻率振蕩器電路6形成了一個(gè)用于構(gòu)成所述PLL電路的本機(jī)振蕩器10。
來自本機(jī)振蕩器10的本機(jī)振蕩信號(hào)被提供給用于變換頻率的所述混合電路的其它輸入端?；旌想娐?將它的輸出信號(hào)經(jīng)過由下列電路形成的串聯(lián)電路提供到中頻輸出端14，即，通過一個(gè)中頻信號(hào)的表面聲波濾波器12和一個(gè)放大器電路13形成的串聯(lián)電路提供給中頻輸出端14。模擬基帶信號(hào)(I，Q)根據(jù)由中頻輸出端14提供的中頻信號(hào)解調(diào)，執(zhí)行I和Q信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換借此以執(zhí)行所述QPSK解調(diào)。
在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，混合電路5、壓控型可變頻率振蕩器電路6的放大器電路6a和中頻放大器電路11構(gòu)成一集成電路15。
由于圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)使用了上邊外差法(upper side heterodyne)，如果提供給混合電路5一個(gè)輸入端的高頻接收信號(hào)的頻率例如是950MHz到2,150MHz的A和所述中頻信號(hào)的頻率是例如479.5MHz的C，那么，本機(jī)振蕩器10振蕩信號(hào)的頻率B是B＝A+C。
本機(jī)振蕩器10的振蕩信號(hào)頻率B的范圍是1,429MHz到2,629.5MHz，這個(gè)范圍是非常高并且是寬頻帶的。
由于上述數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器的本機(jī)振蕩器10的振蕩信號(hào)具有非常高的頻率和具有非常寬的頻帶，所以具有下述的缺點(diǎn)，即振蕩電路元件、諧振電路等特性的離散導(dǎo)致了本機(jī)振蕩器10振蕩信號(hào)頻率的分散(dispersion)。
有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種振蕩電路和一種調(diào)諧器，它們能夠滿意地調(diào)節(jié)振蕩頻率的離散。
根據(jù)本發(fā)明的振蕩電路是一種在印刷電路板上使用了模式線圈(patterncoil)作為諧振電路的振蕩電路。所述振蕩電路以如下方式設(shè)置被纏繞0.5匝或多于和少于1匝的空心(air-core)線圈被平行地連接到所述模式線圈上并栽植在所述印刷電路板上，通過相對于所述印刷電路板調(diào)節(jié)所述空心線圈的角度調(diào)節(jié)振蕩頻率。
根據(jù)本發(fā)明，由于所述空心線圈被平行地連接到所述模式線圈上和被栽植在所述印刷電路板上，所以，通過改變所述空心線圈相對于所述印刷電路板的角度能夠改變所包括電感的耦合系數(shù)。因此，可以另人滿意地調(diào)節(jié)振蕩頻率而不會(huì)降低該諧振電路的Q值。
根據(jù)本發(fā)明，由于所述空心線圈被纏繞0.5匝或多于和少于1匝并且所述空心線圈的直徑被設(shè)置得大于所述模式線圈的直徑，所以，當(dāng)所述空心線圈被栽植到所述印刷電路板上時(shí)，其引線部分(leg portion)和線圈部分之間的邊界部分被用于定位，這方便了所述空心線圈的定位。
本發(fā)明的調(diào)諧器是如下配置的一個(gè)調(diào)諧器，即高頻接收信號(hào)被提供給混合電路的一個(gè)輸入端和來自本機(jī)振蕩電路的本機(jī)振蕩信號(hào)被提供給所述混合電路的其它輸入端，借此在所述混合電路的輸出端一側(cè)獲得一個(gè)中頻信號(hào)。所述調(diào)諧器按如下配置，即被纏繞0.5匝或多于和少于1匝的空心線圈被并聯(lián)連接到所述模式線圈上并被栽植到所述印刷電路板上，通過調(diào)節(jié)所述空心線圈相對于所述印刷電路板的角度來調(diào)節(jié)振蕩頻率。
根據(jù)本發(fā)明，由于在印刷電路板上的模式線圈被用做所述本機(jī)振蕩器電路的諧振電路，和所述空心線圈被并聯(lián)連接到所述模式線圈上并被栽植到所述印刷電路板上，所以，通過改變所述空心線圈相對于所述印刷電路板的角度能夠改變所包括的電感的耦合系數(shù)。因此，所述本機(jī)振蕩信號(hào)的頻率能夠在不降低所述諧振電路Q值的情況下進(jìn)行另人滿意的調(diào)節(jié)。
下面結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明的振蕩器電路和調(diào)諧器的實(shí)施例的例子。
附圖簡要說明
圖1示出了數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子；圖2A、2B和2C示出了根據(jù)本發(fā)明振蕩電路實(shí)施例的例子；圖3借助于舉例示出了在圖2A、2B和2C中示出電路的配置；圖4示出了圖3所示電路的等效電路的連接狀態(tài)；圖5A和5B用于解釋本發(fā)明。
在該實(shí)施例中，構(gòu)成圖1所示數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器的本機(jī)振蕩器10的壓控型可變頻率振蕩器被如圖2A、2B、2C和圖3所示配置。圖2A、2B和2C示出了一個(gè)例子，在這個(gè)例子中，構(gòu)成根據(jù)該實(shí)施例的壓控型可變頻率振蕩器電路6的部分被安裝在印刷電路板20上。在圖2A和2B中，參考號(hào)15表示構(gòu)成所述數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器的集成電路。如圖1所示，集成電路15具有用于變換頻率的混合電路5、壓控型可變頻率振蕩電路6的放大器電路單元6a和中頻放大電路11。
在圖2A和2B中，參考號(hào)21a和21b表示構(gòu)成所述壓控型可變頻率振蕩電路6的諧振電路單元6b的電容器。參考號(hào)22a和22b表示其電容隨所提供的電壓值而變化的變?nèi)荻O管。參考號(hào)23表示通過在所述印刷電路板20上進(jìn)行印刷形成的基本是半圓形的模式線圈。
在該實(shí)施例中，如圖2A、2B和2C所示，被纏繞0.5匝或多于和少于一匝的基本是半圓形的調(diào)節(jié)空心線圈24被并聯(lián)連接到印刷電路板20的模式線圈23上并通過將其的一端和另一端插入到穿過所述印刷電路板20所形成的一個(gè)和另一個(gè)孔眼中將其栽植到印刷電路板20上，從而使其相對于所述印刷電路板20右角的位置傾斜(incline)。
在這種情況下，當(dāng)所述空心線圈24相對于所述印刷電路板20的右角處傾斜時(shí)所述模式線圈的電感值Lp被設(shè)置得稍大(little larger)。
在這種情況下，空心線圈24的直徑被設(shè)置得大于所述模式線圈23的直徑。如果空心線圈24的直徑被設(shè)置為大于所述模式線圈的直徑和所述空心線圈被纏繞0.5匝或者是多于和少于1匝，那么當(dāng)通過將空心線圈的一個(gè)端和另一個(gè)端插入到模式線圈的一個(gè)和另一個(gè)孔眼中以便將所述空心線圈24附著到所述印刷電路板20上時(shí)，在所述空心線圈的一個(gè)和另一個(gè)端處引線(leg)部分和線圈部分之間的邊界部分被用于在將空心線圈插入到印刷電路板20的孔眼時(shí)定位所述空心線圈。
借助于舉例的方式在圖3中示出了圖2A、2B和2C所示部分的電路配置。在解釋圖3時(shí)，參考號(hào)30a和30b表示構(gòu)成壓控型可變頻率振蕩電路6的放大電路單元6a的npn型晶體管。晶體管30a和30b的集電極接地。晶體管30a和30b的發(fā)射極分別經(jīng)過恒流電路32a和32b接地。晶體管30a和30b的發(fā)射極經(jīng)過電容器33彼此相互連接。
電容器31a被連接在晶體管30a的基極和發(fā)射極之間。電容器31b被連接在晶體管30b的基極和發(fā)射極之間。晶體管30a的基極經(jīng)過由諧振電路單元6b的電容器21a和變?nèi)荻O管22a形成的一個(gè)串聯(lián)電路連接到模式線圈23的一端。晶體管30b的基極經(jīng)過由諧振電路單元6b的電容器21b和變?nèi)荻O管22b形成的一個(gè)串聯(lián)電路連接到模式線圈23的另一端。
空心線圈24被并聯(lián)連接到模式線圈23。電容器21a和變?nèi)荻O管22a之間的接點(diǎn)經(jīng)過電阻器25a接地。變?nèi)荻O管22b和電容21b通過電阻25b接地。變?nèi)荻O管22b和模式線圈23之間的接點(diǎn)被連接到控制信號(hào)輸入端27，該輸入端27被提供有來自低通濾波器9的所述誤差信號(hào)，控制信號(hào)輸入端27和電阻器26之間的接點(diǎn)經(jīng)過用于流通交流信號(hào)的電容器28接地。
圖3所示的電路形成了一個(gè)差分振蕩電路。由于晶體管30a和30b以相反的相位振蕩，印刷電路板20上模式線圈23和空心線圈24之間中點(diǎn)的電位變得與接地點(diǎn)的電位(地)相同。在形成反饋電路的電容器33處的電位變得與接地點(diǎn)的電位(地)相同。
假設(shè)圖3所示晶體管30a和30b用Q1表示、電容器31a和31b的電容值用C1表示、電容器21a和21b的電容值用C4表示、變?nèi)荻O管22a和22b的電容值用D1表示、模式線圈23的電感值用Lp表示、空心線圈24的電感值用La表示和所引入電感的電感值用M表示，所述電路可以被看作是圖4所示的等效電路，并因此可以被認(rèn)為是科爾皮茲(Colpitts)型振蕩電路。
在這種情況下，模式線圈23、電容器21a和21b、電容器31a和31b和電容器33都具有固定的常數(shù)。但是，由于所述部件和模式寬度離散(dispersion in pattern width)的內(nèi)在影響，在實(shí)際中這些是很容易受到干擾的。
在該實(shí)施例中，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)空心線圈24相對于所述印刷電路板20的角度可以補(bǔ)償由于上述干擾所引起的變化量。具體地說，在圖4所示的等效電路中，空心線圈24的電感值La與模式線圈23的電感值Lp具有一種差分連接關(guān)系的關(guān)系。利用圖4所示等效電路中引入的電感M來表示這種關(guān)系。
被引入的電感M作用為使得電感值La和Lp彼此抵消。諧振電路單元6b的電感值L如下[等式1]L=11La+1Lp-M2]]>在這種情況下，由于在該實(shí)施例中空心線圈24被并聯(lián)連接到模式線圈23上，該諧振電路的一個(gè)線圈的電阻值被降低。因此，模式線圈23和所述諧振電路的值Q避免了被降低。
由于在該實(shí)施例中空心線圈24的直徑被設(shè)計(jì)得大于模式線圈23的直徑，與空心線圈23相對于印刷電路板20的角度變化相比較，所述電感值的變化可以設(shè)置得較小，這樣可對振蕩頻率進(jìn)行細(xì)調(diào)。
下面將參照圖5A和5B描述當(dāng)空心線圈24相對于印刷電路板20的角度變化時(shí)模式線圈23電感值變化的原理。在圖5A中，上側(cè)半圓線圈(0.5匝)表示模式線圈23，纏繞0.5匝或多于和少于一匝的下側(cè)半圓線圈是所述空心線圈24。
如圖5A所示，當(dāng)電流從左向右流動(dòng)時(shí)，根據(jù)Fleming(弗來明)左手定則順時(shí)針磁通量產(chǎn)生。在這種情況下，如果空心線圈24相對于模式線圈23的角度被設(shè)置得小于90°，在空心線圈24處產(chǎn)生的磁通量是與在模式線圈23處產(chǎn)生的磁通量方向相反的方向上產(chǎn)生，如圖5B所示，并且因此起作用而抵消由所述模式線圈產(chǎn)生的磁通量，這樣就增加了耦合系數(shù)K。
如果空心線圈24垂直定位于模式線圈23，那么，空心線圈24的磁通量垂直于模式線圈23的磁通量，因此，耦合系數(shù)K被降低為0。引入電感M和耦合系數(shù)K之間的關(guān)系如下[等式2]M=KLa.Lp]]>根據(jù)該實(shí)施例，由于在印刷電路板20上空心線圈24被并聯(lián)地連接到模式線圈23上和栽植到印刷電路板20上，引入電感M的耦合系數(shù)K能夠通過改變所述空心線圈24相對于所述印刷電路板20的角度而變化。因此，可以另人滿意地調(diào)節(jié)所述振蕩頻率而不會(huì)降低所述諧振電路的值Q。
根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，由于該調(diào)節(jié)空心線圈24被纏繞0.5匝或多于和少于一匝并且空心線圈24的直徑被設(shè)計(jì)得大于模式線圈的直徑，所以，當(dāng)空心線圈24被安裝到印刷電路板20上時(shí)，其引線之間的間隔變得短于空心線圈24的直徑。因此，其引線部分和線圈部分之間的邊界部分被用做制動(dòng)器(stopper)，以便于所述空心線圈的定位。
根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，由于可以很好地調(diào)節(jié)所述振蕩頻率，就不需要執(zhí)行諸如利用粘合劑粘結(jié)諧振電路線圈的減振處理。
當(dāng)前實(shí)施例被用在一個(gè)數(shù)字衛(wèi)星調(diào)諧器中時(shí)，可以接收數(shù)字衛(wèi)星廣播，其中調(diào)節(jié)空心線圈24能夠良好調(diào)節(jié)引入電感M的耦合系數(shù)K，即能夠最佳調(diào)節(jié)利用可變帶通濾波器(調(diào)諧電路)和陷波電路等跟蹤的本機(jī)振蕩信號(hào)的頻率并能夠滿意地消除數(shù)字衛(wèi)星廣播的干擾。
本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施例，勿須說，在不脫離本發(fā)明精神的前提下可以作出許多其它配置。
已經(jīng)參考附圖對本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求的本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種使用印刷電路板上的模式線圈作為諧振電路的振蕩電路，其特征是該振蕩電路包括被纏繞0.5匝或多于和少于一匝的空心線圈(air-coil)并聯(lián)地連接到所述模式線圈上并栽植到所述印刷電路板上，和通過調(diào)節(jié)所述空心線圈相對于所述印刷電路板的角度調(diào)節(jié)所述振蕩頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩電路，其特征是所述空心線圈的直徑被設(shè)置得大于所述模式線圈的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩電路，其特征是通過將所述空心線圈的一端和另一端插入到所述印刷電路板的一個(gè)和另一個(gè)孔眼以便將所述空心線圈附著到所述印刷電路板上，并且當(dāng)所述空心線圈被插入到印刷電路板的孔眼中時(shí)，在所述模式線圈和所述空心線圈的一端和另一端處的引線部分之間的邊界部分被用于定位所述空心線圈。
4.一種振蕩電路的振蕩頻率調(diào)節(jié)方法，使用印刷電路板上的模式線圈作為諧振電路，其特征是該方法包括提供被纏繞0.5匝或多于和少于一匝的空心線圈，并將其并聯(lián)地連接到所述模式線圈上和栽植到所述印刷電路板上，和通過調(diào)節(jié)所述空心線圈相對于所述印刷電路板的角度調(diào)節(jié)所述振蕩頻率。
5.一種調(diào)諧器，用于將高頻接收信號(hào)提供給混合電路的一個(gè)輸入端和將來自本機(jī)振蕩電路的本機(jī)振蕩信號(hào)提供給所述混合電路的另一端，借此以在所述混合電路的輸出一側(cè)獲得一個(gè)中頻信號(hào)，其特征是該調(diào)諧器包括在印刷電路板上的模式線圈被用做所述本機(jī)振蕩電路的諧振電路和包括一個(gè)并聯(lián)連接到所述模式線圈上并栽植到所述印刷電路板上的纏繞了0.5匝或多于和少于1匝的空心線圈，和所述本機(jī)振蕩電路的本機(jī)振蕩信號(hào)的頻率是通過調(diào)節(jié)所述空心線圈相對于所述印刷電路板的角度來調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)諧器，其特征是所述空心線圈的直徑大于所述模式線圈的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)諧器，其特征是所述空心線圈通過將該空心線圈的一端和另一端插入到所述模式線圈的一端和另一端而被附著到所述印刷電路板上，當(dāng)所述空心線圈被插入到所述印刷電路板的孔眼中時(shí)，在所述模式線圈和所述空心線圈的一端和另一端的引線部分之間的邊界部分被用做定位所述空心線圈。
8.一種調(diào)節(jié)調(diào)諧器中本機(jī)振蕩電路的振蕩頻率的方法，所述調(diào)諧器用于將一個(gè)高頻接收信號(hào)提供給混合電路的一個(gè)輸入端和將來自一個(gè)本機(jī)振蕩電路的本機(jī)振蕩信號(hào)提供給所述混合電路的另一輸入端，借此以在所述混合電路的輸出端處獲得一個(gè)中頻信號(hào)，其特征是該方法包括在印刷電路板上的模式線圈被用做所述本機(jī)振蕩電路的諧振電路和提供了一個(gè)并聯(lián)連接到所述模式線圈并栽植到所述印刷電路板上的纏繞了0.5匝或大于和少于1匝的空心線圈，和所述本機(jī)振蕩電路的本機(jī)振蕩信號(hào)頻率通過調(diào)節(jié)所述空心線圈相對于所述印刷電路板的角度來調(diào)節(jié)。
全文摘要
一種使用印刷電路板上的模式線圈作為諧振電路的振蕩電路,為了滿意地調(diào)節(jié)振蕩頻率的離散,提供了一個(gè)纏繞0.5匝或大于和少于1匝的空心線圈(air－core coil),該空心線圈被并聯(lián)地連接到所述模式線圈上并栽植到所述印刷電路板上,通過調(diào)節(jié)所述空心線圈相對于所述印刷電路板的角度來調(diào)節(jié)所述振蕩頻率。
文檔編號(hào)H05K1/16GK1268806SQ0010671
公開日2000年10月4日 申請日期2000年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月26日
發(fā)明者嶋貫勝 申請人:索尼公司