一种基于HCMOS的电压控制振荡器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于HCMOS的电压控制振荡器，包括可调电源V

【技术实现步骤摘要】
一种基于HCMOS的电压控制振荡器


[0001]本技术涉及一种电压控制振荡器的技术，尤其一种基于HCMOS的电压控制振荡器，HCMOS集成电路有这样一种特性，其供电电压在2~6V变化时，在6V的工作电压下，这些集成块的工作速度要比2V的工作电压下快，利用这样一种特性，在环形振荡器的基础上，以1.5V~5V间变化的电源作为振荡器的输入信号，完成电压控制振荡器的设计。

技术介绍

[0002]在一般电路设计中，获得某一固定频率的振荡信号并不困难，若希望修改电路的振荡频率，通常通过修改电路的阻容网络的时间参数τ值来实现，τ=R*C，故可以通过修改电阻值改变时间参数τ，也可以通过修改电容量来修改时间参数τ。
[0003]这种调整振荡频率的办法在实际工业控制中并不实用，比如在自动化控制领域，通过修改某一电容量或电阻值调整输出信号频率很不方便，因为在工业化自动控制中的控制或被控参数往往都是电压值或电流值，故可以利用压控振荡器来实现振荡频率的调整。
[0004]所谓压控振荡器，指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路(VCO)，且振荡频率是输入信号电压的函数的振荡器，振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制，就可构成一个压控振荡器。
[0005]高速CMOS电路54HC/74HC系列是八十年代初开发的一种性能优异的集成电路，这种集成电路采用3.5μ硅栅工艺，其开关速度比标准铝栅CMOS电路CD4000系列提高一个数量级，与LSTTL基本相仿，比STTL和ALSTTL慢一倍左右，54HC/74HC系列具有铝栅标准CMOS电路低功耗的优点，静态功耗或低频下的动态功耗在微瓦以下，54HC/74HC系列电路的外引线排列和逻辑功能与同序号的54LS/74LS系列完全相同。
[0006]高速CMOS电路54HC/74HC系列属于HCMOS集成电路，是一种全静态设计、高速互补金属氧化物半导体工艺，CMOS
‑
互补金属氧化物半导体，由于HCMOS电路的种种优点，CMOS将被HCMOS所替代。
[0007]HCMOS集成电路有这样一种特性，其供电电压在2~6V变化时，在6V的工作电压下，这些集成块的工作速度要比2V的工作电压下快，利用这样一种特性，在环形振荡器的基础上，以1.5V~5V间变化的电源作为振荡器的输入信号，振荡器由三个级联的与非门构成，若要超出本电路所支持的振荡器频率范围，可以增加偶数个同样功能的门电路。

技术实现思路

[0008]本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低廉、使用可靠的电压控制振荡器的技术。
[0009]为实现上述目的，本技术提供一种基于HCMOS的电压控制振荡器，其包括1.5V~5V可调电源V
VCO
电路、环形振荡器电路、缓冲器电路、线性放大器电路、5V电源V
CC
电路，与非门N4构成所述缓冲器电路，所述环形振荡器电路包括与非门N1、与非门N2、与非门N3，与非门N1的输出连接与非门N2的5脚，与非门N2的输出连接与非门N3的9脚，与非门N3的输出同
时连接与非门N4的12脚以及与非门N1的2脚，所述1.5V~5V可调电源V
VCO
电路同时连接与非门N1的1脚、与非门N2的4脚、与非门N3的10脚、与非门N4的13脚，所述电压控制振荡器的输入信号U
i
连接与非门N1的1脚，与非门N1、与非门N2、与非门N3、与非门N4皆属于集成电路IC1的四个与非门之一，所述1.5V~5V可调电源V
VCO
电路连接集成电路IC1的14脚，反相器N5属于集成电路IC2的六个反相器之一，与非门N4的输出通过电容C1连接反相器N5的输入端5脚，反相器N5的输出端6脚通过电阻R1连接反相器N5的输入端5脚，所述5V电源V
CC
电路连接集成电路IC2的14脚，反相器N5的输出端6脚输出振荡信号U
O
。
[0010]所述1.5V~5V可调电源V
VCO
电路，可调电源V
VCO
通过电容C2连接工作地。
[0011]所述5V电源V
CC
电路，电源V
CC
通过电容C3连接工作地。
附图说明
[0012]附图1、附图2、附图3用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，附图1 是传统LC压控振荡器原理电路；附图2是基于HCMOS的电压控制振荡器电路；附图3是压控振荡器的供电电压V
VCO
与振荡频率f的关系。
具体实施方式
[0013]有必要简单介绍一下传统LC压控振荡器电路的工作原理，与本专利所采用的技术特征作比较，从而体现本专利技术特征的新颖性、实用性、创造性。
[0014]传统LC压控振荡器的设计：压控振荡器(VCO)的类型通常有三种，分别是LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器，RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽；晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄；LC压控振荡器居二者之间。
[0015]下面以LC压控振荡器为例，描述VCO的工作原理。
[0016]在任何一种LC压控振荡器电路中，将压控可变电抗元件连接在振荡器回路就可形成LC压控振荡器，只是早期的压控可变电抗元件是电抗管，后来大都使用变容二极管。
[0017]图1是克拉泼型LC压控振荡器的电气工作原理电路。图中，T为晶体管，L为回路电感，C1、C2、C
V
为回路电容，C
V
为变容二极管反向偏置时呈现出的容量；通常电容C1、C2比C
V
大得多。当VCO输入控制电压U
C
改变时，C
V
随之变化，因而振荡频率被改变。这种压控振荡器的输出频率与输入控制电压之间的关系为
[0018][0019]式中C0是零反向偏压时变容二极管的电容量；φ 是变容二极管的结电压；γ 是结电容变化指数，在实际应用时，为了得到线性控制特性，可以采取各种补偿措施。
[0020]故这种克拉泼型LC压控振荡器虽然应用广泛，但加上补偿措施电路以后，电路将变得复杂。
[0021]环形振荡器，是由三个非门或更多奇数个非门输出端和输入端首尾相接，构成环状的机器，电路的输出是振荡产生两个电平，偶数个反向器无法形成环形振荡器，这是由于输出的情况和输入相同。
[0022]如果用t代表单个反向器的延迟时间，n代表反向器的个数，环形振动器的频率可
以写成
[0023]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）
[0024]所以可以在环形振荡器的基础上，利用HCMOS在不同的工作电压具有不同的工作速度的特性，设计一个基于环形振荡器的HCMOS电压控制振荡器，如图2所示。
[0025]可以看到，图2所示的VCO包括1.5V~5V可调电源V
VCO
电路、环形振荡器电路、缓冲器电路、线性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于HCMOS的电压控制振荡器，其特征在于：所述电压控制振荡器包括1.5V~5V可调电源V
VCO
电路、环形振荡器电路、缓冲器电路、线性放大器电路、5V电源V
CC
电路，与非门N4构成所述缓冲器电路，所述环形振荡器电路包括与非门N1、与非门N2、与非门N3，与非门N1的输出连接与非门N2的5脚，与非门N2的输出连接与非门N3的9脚，与非门N3的输出同时连接与非门N4的12脚以及与非门N1的2脚，所述1.5V~5V可调电源V
VCO
电路同时连接与非门N1的1脚、与非门N2的4脚、与非门N3的10脚、与非门N4的13脚，所述电压控制振荡器的输入信号U
i
连接与非门N1的1脚，与非门N1、与非门N2、与非门N3、与非门N4皆属于集成电路IC1的四个与非门之一，所述1.5V~5V...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建国，宁永香，崔燚，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，
类型：新型
国别省市：