一种新型差分晶体振荡器电路的制作方法

1.本发明属于电子电路设计技领域，具体涉及一种新型差分晶体振荡器电路。


背景技术：

2.在无线通信系统中，振荡器是非常关键的部分，常常用来产生参考频率，因此需要频率能在一定范围内可调节，同时保持较好的稳定性。lc振荡器可以实现频率调节，但产生的频率稳定性较差。因此，在无线通信系统中，晶体振荡器经常被用来产生具有较好稳定性的频率。晶体，比如石英，常常因为有较高的q值，从而较容易产生稳定的频率。
3.对于不同的收发机来说，振荡器的谐波可以很容易通过多条路径耦合到其他射频电路，并出现在输出端。与单端结构相比，差分晶体振荡器对各种干扰有更好的免疫能力。
4.在传统常见的差分晶体振荡器电路中，常常使用金属场效应管作为增益管，由于金属场效应管的栅极无电流路径，因此振荡器中两个增益管构成的结构不会因为失配导致启动问题。但金属场效应管因闪烁噪声较大，频率越低越明显，因此该种结构极大的恶化了近端相位噪声，导致振荡器的输出相位噪声较差。为了解决输出噪声差的问题，在传统的差分晶体振荡器电路中常常使用双极型晶体管，但双极型晶体管的栅极有电流流过，差分模式下两个双极性晶体管在振荡器电路中构成锁存器，在失配条件下由于正反馈作用容易被锁死在另一非正常状态，会引起起振问题。


技术实现要素：

5.发明目的：为解决传统差分晶体振荡器的噪声问题和由此引入的起振问题，本发明提出了一种新型差分晶体振荡器电路。
6.技术方案：本发明公开了一种新型差分晶体振荡器电路，包括振荡器、第一负载、第二负载、第五电阻、第六电阻、第一双极型晶体管、第二双极型晶体管和用于辅助振荡器起振的低阻通路；
7.所述振荡器的一端与第一双极型晶体管的集电极连接，第一双极型晶体管的集电极同时通过第一负载接入外部电源，以及第一双极型晶体管的集电极与第二双极型晶体管的基极相连，第一双极型晶体管的发射极接地；
8.所述振荡器的另一端与第二双极型晶体管的集电极连接，第二双极型晶体管的集电极同时通过第二负载接入外部电源，以及第二双极型晶体管的集电极与第一双极型晶体管的基极相连，第二双极型晶体管的发射极接地；
9.所述低阻通路的一端与振荡器的差分输出端连接，该低阻通路的另一端通过第五电阻与第一双极型晶体管的基极相连，该低阻通路的另一端通过第六电阻与第二双极型晶体管的基极相连。
10.进一步的，所述低阻通路包括第三电阻、第四电阻、第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；
11.所述第三电阻与第四电阻串联，串联后与振荡器的差分输出端连接，第一场效应
晶体管的栅极与第三电阻与第四电阻的连接点连接，第一场效应晶体管的漏极接外部电源，第一场效应晶体管的源极与第二场效应晶体管的漏极相连，第一场效应晶体管的源极与第二场效应晶体管的栅极相连，第二场效应晶体管的源极接地；
12.所述第一双极型晶体管的基极通过第五电阻与第二场效应晶体管的栅极连接；第二双极型晶体管的基极通过第六电阻与第二场效应晶体管的栅极连接。
13.进一步的，所述第一负载为第一电阻，第二负载为第二电阻。
14.进一步的，所述第一负载为第一电流源，第二负载为第二电流源。
15.进一步的，所述第一场效应晶体管可以由第三双极型晶体管替代。
16.进一步的，所述第二场效应晶体管可以由第四双极型晶体管替代。
17.有益效果：本发明通过增加辅助起振电路，解决了双极型晶体管在失配条件下的起振问题，以及本发明通过采用双极性晶体管作为差分晶体振荡电路中的增益管，大大减小了输出端的相位噪声。
附图说明
18.图1为采用电阻作为负载的新型差分晶体振荡电路图；
19.图2为采用电流源作为负载的新型差分晶体振荡电路图。
20.图3为采用场效应管作为负载的新型差分晶体振荡电路图。
21.图4为采用电感作为负载的新型差分晶体振荡电路图。
具体实施方式
22.现结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
23.本发明的一种新型差分晶体振荡电路，其主要包括：振荡器x1、第一负载、第二负载、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一双极型晶体管m1、第二双极型晶体管m2、第一场效应晶体管m3和第二场效应晶体管m4。
24.振荡器x1的一端与第一双极型晶体管m1的集电极连接，第一双极型晶体管m1的集电极同时通过第一负载接入外部电源，以及第一双极型晶体管m1的集电极与第二双极型晶体管m2的基极相连。第一双极型晶体管m1的发射极接地。
25.振荡器x1的另一端与第二双极型晶体管m2的集电极连接，第二双极型晶体管m2的集电极同时通过第二负载接入外部电源，以及第二双极型晶体管m2的集电极与第一双极型晶体管m1的基极相连。第二双极型晶体管m2的发射极接地。
26.第三电阻r3、第四电阻r4、第一场效应晶体管m3和第二场效应晶体管m4构成起振辅助电路，其主要作用为：通过在低频下引入低阻通路，因此低频下两个双极管晶体管的环路增益较低，解决了双极型晶体管m1和m2在失配条件下的起振问题。现对起振辅助电路的具体电路结构做进一步说明。第三电阻r3与第四电阻r4串联，串联后与振荡器x1并联，第一场效应晶体管m3的栅极与第三电阻r3与第四电阻r4的连接点连接，第一场效应晶体管m3的漏极接外部电源，第一场效应晶体管m3的源极与第二场效应晶体管m4的漏极相连，同时与第二场效应晶体管m4的栅极相连，第二场效应晶体管m4的源极接地。
27.第一双极型晶体管m1的基极通过第五电阻r5与第二场效应晶体管m4的栅极连接；第二双极型晶体管m1的基极通过第六电阻r6与第二场效应晶体管m4的栅极连接。
28.本发明采用双极型晶体管m1和m2作为增益管，由于双极型晶体管无闪烁噪声，极大的改善了晶体振荡电路输出端的相位噪声。
29.如图1所示，可采用电阻作为负载，即该一种新型差分晶体振荡电路，其主要包括：振荡器x1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一双极型晶体管m1、第二双极型晶体管m2、第一场效应晶体管m3和第二场效应晶体管m4。
30.振荡器x1的一端与第一双极型晶体管m1的集电极连接，第一双极型晶体管m1的集电极同时通过第一电阻r1接入外部电源，以及第一双极型晶体管m1的集电极与第二双极型晶体管m2的基极相连。第一双极型晶体管m1的发射极接地。
31.振荡器x1的另一端与第二双极型晶体管m2的集电极连接，第二双极型晶体管m2的集电极同时通过第二电阻r2接入外部电源，以及第二双极型晶体管m2的集电极与第一双极型晶体管m1的基极相连。第二双极型晶体管m2的发射极接地。
32.第三电阻r3、第四电阻r4、第一场效应晶体管m3和第二场效应晶体管m4构成低阻通路，用于辅助起振。
33.如图2所示，可采用电流源作为负载，即该一种新型差分晶体振荡电路，其主要包括：振荡器x1、第一电流源i1、第二电流源i2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一双极型晶体管m1、第二双极型晶体管m2、第一场效应晶体管m3和第二场效应晶体管m4。
34.振荡器x1的一端与第一双极型晶体管m1的集电极连接，第一双极型晶体管m1的集电极同时通过第一电流源i1接入外部电源，以及第一双极型晶体管m1的集电极与第二双极型晶体管m2的基极相连。第一双极型晶体管m1的发射极接地。
35.振荡器x1的另一端与第二双极型晶体管m2的集电极连接，第二双极型晶体管m2的集电极同时通过第二电流源i2接入外部电源，以及第二双极型晶体管m2的集电极与第一双极型晶体管m1的基极相连。第二双极型晶体管m2的发射极接地。
36.第三电阻r3、第四电阻r4、第一场效应晶体管m3和第二场效应晶体管m4构成低阻通路，用于辅助起振。
37.第一场效应晶体管m3和第二场效应晶体管m4可以采用双极型晶体管进行替换，或者其中一个是双极型晶体管，另一个是场效应晶体管。
38.辅助电路的结构亦可以是类似原理的电路结构。