延迟检测电路及低噪音振荡电路制造技术

延迟检测电路及采用该电路的低噪音振荡电路。当要将ＶＣＯ的振荡输出提供给两个高混频器时，其中之一的前级中的π／２移相器给出一种正交相移形式。通过ＬＰＦ除去高频混频器输出电压中的高频成分。而通过ＨＰＦ除去高频混频器输出电压中的ＤＣ成分。低频混频器的输出电压含有与相位噪音成分的平方成正比的次相位噪音成分和与相位噪音成分成正比、并取决于延迟单元延迟时间τ的主相位噪音成分。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种延迟检测电路以及采用这种延迟检测电路的低噪音振荡电路。图4示出了一种根据现有技术构成的低噪音振荡电路。这种低噪音振荡电路例如还披露于电子信息通信协会1989年3月的春季国家会议上发表的SAKUTA等人的论文“振荡器频率稳定性的改进”中(卷1第A-56页)(Improvement of Frequency Stability in Oscillator”，Elecrtonic Information Communication Society，Spring NatoinalMeeting，Vol.1，Page A-56，March，1989)。在这类低噪音振荡电路中，压控振荡器(VCO)10的振荡输出一方面直接施加给一个高频混频器14，另一方面通过一个延迟单元12再送至混频器14。高频混频器14将延迟单元12的输出与VCO10的振荡输出相乘，所得结果然后被送至低通滤波器(LPF)16。LPF16将高频混频器14输出中与乘积相关联的高频成份除去。然后LPF16将经滤波后的电压馈送给VCO10作为控制电压。VCO10以与该控制电压相对应的频率振荡。如果VCO10的振荡输出电压由下式代表V(t)＝A·cos(ωt+φ(t))，LPF16的输出电压VP(t)则可以由下列表示VP(t)＝1/2·A2·cosωτ-1/2·A2·sinωτ·(φ(t)-φ(t-τ))其中A、ω和φ(t)分别为CVO10振荡输出电压的振幅、角频率和相位变量，而τ则是延迟单元12的延迟时间。如上述文献所描述的，现有技术通过将延迟单元12的延迟时间τ设定为(2m-1)π/2(其中m是整数)，而与此同时利用LPF16的输出电压VP(t)控制VCO10的振荡频率，从而减少噪音。但是，现有技术所存在的缺陷在于，如果延迟单元12的延迟时间由于环境温度变化或者随着老化而改变时，噪音便得不到充分的减小。在适当地改变VCO10振荡频率(角频率ω)的应用情况下，例如在一些合成器应用的情况下，延迟单元12的延迟时间τ可能会由于振荡频率的改变，而变得偏离开最佳工作点(2m-1)π/2。克服这一问题的技术，例如，在日本专利公开文件特开平3-140030中有过披露。图5示出了其中所披露的低噪音振荡电路。在这种低噪音振荡电路中，VCO10的振荡输出电压V(t)，一方面直接地送至高频混频器14，另一方面则通过一个压控延迟单元18后再送至高频混频器14。高频混频器14的输出电压提供给VCO10作为控制电压。在此图中，高频成分被忽略掉了。换言之，用VP(t)表示高频混频器14的输出。压控延迟单元18是一种其中延迟时间τ由电压控制的那种延迟单元。用于压控延迟单元18的控制电压，是通过经LPF20对高频混频器14的输出VP(t)进行滤波而获得的。如此地设定LPF20的关断频率，使得除去高频混频器14振荡输出VP(t)中的一些相应噪音成分，亦即，前述等式VP(t)的左边第二项，以便只有直流(DC)成分(右边第一项)能够通过LPF20。由于高频混频器14输出电压VP(t)中所含的DC电压取决于压控延迟单元18的延迟时间τ，所以如果包括该LPF20的反馈环路的灵敏度足够高的话，压控延迟单元的延迟时间τ就总能够保持在最佳工作点(2m-1)π/2。图5所示的第二种现有技术方案优于图4所示的第一种现有技术方案之处在于，延迟时间τ总能维持在最佳工作点(2m-1)π/2。但是，第二种现有技术需要一个反馈环路，用以将高频混频器14的输出反馈给压控延迟单元18。而且，通常不能够做到仅由LPF20来提供足够的灵敏度，所以反馈回路需要一个直流放大器。此外，尽管可以采用一种压控电子器件，例如变抗器或类似器件，来提供适当的压控制延迟单元，但是这种器件不适于用来提供集成电路。这妨碍了系统的集成化和小型化。因此，本专利技术的目的在于，提供不需要控制延迟时间以及用于其中反馈环路，因而能够容易地实现系统的集成化和小型化的一种低噪音振荡电路。根据本专利技术的第一方面，提供了一个延迟检测电路，用以利用延迟处理，执行VCO振荡输出的检测，其包括a)一个第一高频混频器，用以将振荡输出与一个经过延迟的振荡输出相乘(后者是通过使振荡输出延迟一个预定的延迟时间后获得的)，以产生一个第一高频信号；b)一个第二高频混频器，用以将该延迟的振荡输出与一个经过相移的振荡输出相乘(后者通过使振荡输出或经延迟的振荡输出相移π/2弧度而获得的)，以产生一个第二高频信号。c)一个第一低频混频器，用以将第一高频信号中所含的DC和相位噪音成分与第二高频信号中所含的相位噪音成分相乘，以产生一个第一低频信号；d)一个第二低频混频器，用以将第二高频信号中所含的DC和相位噪音成份与第一高频信号中的相位噪音成分相乘，以产生一个第二低频信号；以及e)响应第二低频信号的加法器-减法器装置，用以消除第一低频信号中所含主要相位噪音成分与延迟预定时间的相关性，以便无相关性地产生控制电压；f)一个延迟单元，用于使所述振荡输出延迟所述预定延迟时间，以产生所述延迟振荡输出；以及g)一个移相器，用于使所述振荡输出或延迟振荡输出移相π/2弧度，以产生所述移相振荡输出。根据本专利技术的第二个方面，提供了包括VCO和上述第一方面中所限定的延迟检测电路的一种低噪音振荡电路。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种低噪音振荡电路，包括a).一个VCO；b).一个含有在上述第一方面中所限定的低噪音振荡电路的频率锁定环路，用以将VCO的振荡频率锁定于一个目标值；以及c).一个锁相环路，用以将VCO的振荡相位锁定于一个目标值。本专利技术利用了第一和第二高频混频器。第一或第二高频混频器二者均发挥使两个不同输入信号互乘的作用；然后输出所得结果。假设施加到第二高频混频器的信号之一超前于其电源相移π/2弧度的话，第一和第二高频混频器接收VCO的振荡输出以及由使该振荡输出延迟一预定(恒定的)延迟时间而提供的信号，作为输入信号。这种相移，亦即直角相移转换，提供了第一高频混频输出的输出(第一高频信号)与第二高频混频器的输出(第二高频信号)之间的正交性。第一低频混频器使第一高频信号中所含的DC及相位噪音成分与第二高频信号中所含的相位噪音成分相乘。第二低频混频器使第二高频信号中所含的DC及相位噪音成分与第一高频信号中所含的相位噪音成分相乘。因此，第一和第二低频混频器的输出(第一和第二低频信号)将含有通过DC和相位噪音成分互乘而获得的成分(主相位噪音成分)，也含有通过相位噪音成分互乘而获得的一些其它成分(次相位噪音成分)。由于如上所述第一和第二高频信号是相互正交的，所以在第一低频信号中所含的主相位噪音成分也与第二低频信号中所含的主相位噪音成分相正交。由于第一和第二低频信号中所含的主噪音成分是互相正交的，所以这种关系可用来消除在主相位噪音成分中对延迟时间的依赖关系。这意味着，可以提供不依赖于延迟单元中的延迟时间的主相位噪音成分，而且，可以利用这些与延迟时间无关的主相位噪音成分作为VCO的控制电压，从而消除对压控延迟单元以及用于它的反馈环路之需要。结果，根据本专利技术，一方面不需要反馈高频混频器的输出来控制延迟时间，从而消除了形成该反馈环路的LPF和DC放大器；另一方面，也不需要采用例如变控器或类似的器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种延迟检测电路，用于利用延迟处理来检测压控振荡器的振荡输出，所述压控振荡器对应于一个控制电压而以一种频率振荡，其特征在于，该电路包括：一个第一高频混频器，用于将所述振荡输出与通过使该振荡输出延迟一预定的延迟时间而获得的延迟振荡输出相乘 ，以产生一个第一高频信号；一个第二高频混频器，用于将所述延迟振荡输出与通过使所述振荡输出或延迟振荡输出相移π／２弧度而获得的相移振荡输出相乘，以产生一个第二高频信号；一个第一低频混频器，用于将所述第一高频信号中所含的直流（ＤＣ）和相 应噪音成份与所述第二高频信号中所含有的相移成份相乘，以产生一个第一低频信号；一个第二低频混频器，用于将所述第二高频信号中所含的直流（ＣＤ）和相位噪音成份与所述第一高频信号内所含的相位噪音成分相乘，以产生一个第二低频信号；响应于该第二 低频信号的加法器－减法器装置，用于消除所述第一低频信号内所含的主相位噪音成分对该预定延迟时间的相关性，以产生与所述相关性无关的所述控制电压。

【技术特征摘要】
JP 1995-1-19 6265/951.一种延迟检测电路，用于利用延迟处理来检测压控振荡器的振荡输出，所述压控振荡器对应于一个控制电压而以一种频率振荡，其特征在于，该电路包括一个第一高频混频器，用于将所述振荡输出与通过使该振荡输出延迟一预定的延迟时间而获得的延迟振荡输出相乘，以产生一个第一高频信号；一个第二高频混频器，用于将所述延迟振荡输出与通过使所述振荡输出或延迟振荡输出相移π/2弧度而获得的相移振荡输出相乘，以产生一个第二高频信号；一个第一低频混频器，用于将所述第一高频信号中所含的直流(DC)和相应噪音成分与所述第二高频信号中所含有的相移成分相乘，以产生一个第一低频信号；一个第二低频混频器，用于将所述第二高频信号中所含的直流(DC)和相位噪音成分与所述第一高频信号内所含的相位噪音成分相乘，以产生一个第二低频信号；响应于该第二低频信号的加法器-减法器装置，用于消除所述第一低频信号内所含的主相位噪音成分对该预定延迟时间的相关性，以产生与所述相关性无关的所述控制电压；一个延迟单元，用于使所述振荡输出延迟所述预定延迟时间，以产生所述延迟振荡输出；以及一个移相器，用于使所述振荡输出成延迟振荡输出移相π/2弧度，以产生所述相移振荡输出。2.如权利要求1所限定的延迟检测电路，其特征在于，所述加法器-减法器装置响应于所述第二低频信号，以消除所述第一低频信号中的次相位噪音成分。3.如权利要求1所限定的延迟检测电路，其特征在于，还包括一个第一低通滤波器，用于在所述第一及第二低频混频器的乘法之前，除去第一高频信号内与所述振荡输出的谐波成分相对应的成分。4.如权利要求3所限定的延迟检测电路，其特征在于，还包括一个第一高通滤波器，用于在所述第二低频混频器的乘法之前，除去通过所述第一低通滤波器的所述第一高频信号中的DC成分。5.如权利要求1所限定的延迟检测电路，其特征在于，还包括一个第二低通滤波器，用于所述第一及第二低频混频器的乘法之前，除去第二高频信号中与所述振荡输出的谐波成分相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下和郎，足立诚幸，
申请(专利权)人：日本无线株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]