专利名称：采用金属罩孔选择的压控振荡器调谐的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及通信设备中用于频率合成器的压控振荡器，尤其是，涉及压控振荡器工作频率的调整。
背景技术：
无线电通信设备，例如便携式电话，需要由本地振荡器提供稳定的工作频率。典型情况下，本地振荡器的频率由压控振荡器(VC0)产生。在这些便携式电话中所用的压控振荡器的工作频率强烈地依赖于部件的容差和制造技术。
尤其是，在VCO电路板上限定的微带的蚀刻变化可引起高达4％的频率偏移。一些调整VC0工作频率的现有技术方法包括变形线圈，利用可微调电容器和可变电感。这些方法的缺点是具有在场地改变频率的潜在可能性，或者通过机械振动，或者通过故意的物理调节。
调节VCO工作频率的其他更耐久的现有技术方法采用切割技术，从电路迹线或专门提供的为机械微调设计的大面积电容除去导电材料。实际的切割动作是通过激光微调，砂磨，或甚至使用DremelTm工具提供的。所有以上的技术使用有源的微调来达到所希望的频率并需要附加的生产机械。特别是，通常使用的激光微调系统是非常贵的。机械的微调方法具有高劳动成本并且是不可重复的。
需要一种简单和无源的VCO调谐方法。也需要一种节省VCO空间和在电路板的上面不引入损伤的调谐方法。另外，需要一种不需要昂贵的生产机械而提供高产量的调谐方法。
附图简述
图1-3是依据本发明被采用的不同金属罩的透视图；图1是依据本发明，一种不带孔的第一罩的透视图；图2是依据本发明，一种带一个孔的第二罩的透视图；图3是依据本发明，一种带二个孔的第三罩的透视图；图4是依据本发明，一个带有VCO电路的电路板顶面图；图5是依据本发明，图4的VCO中LC谐振器的一种简化的电路模型；
图6是依据本发明，带有附图1的第一罩的附图4的VCO透视图；图7是依据本发明，带有附图2的第二罩的附图4的VCO的透视图；图8是依据本发明，带有附图3的第三罩的附图4的VCO的透视图；图9是依据本发明，一种简化的调谐VCO的方法的方框图；图10是依据本发明，图4的VCO电路的一种线路图。
最佳实施方案详述本发明提供一种简单和无源的VCO调谐方法。另外，该调谐方法并不需要占据空间的附加调谐部件，并不引入对电路板上部的损伤。而且，该调谐方法并不需要昂贵的生产机械并提供高产量。
正如在本技术上所知，压控振荡器(VCO)的频率输出基本上由LC槽路或谐振器确定。传输线(微带条状线)，是谐振器最灵敏的部件，是由安排在电路板表面上的微带组成。这种微带提供用于谐振器的主电感。产生一个问题，由于电路板制造中固有的化学腐蚀容差，微带的物理宽度是变化的。
在高容量电路板制造中，电路板是被大批量处理的。这导致每批内的电路板是类似的。尤其是，在处理期间被规定的微带线宽在一批内的电路板之间将是非常类似的。然而，在批之间电路板的线宽可能是非常不同的。
本发明通过为每批提供不同罩的配置解决了这个问题，其中特定的罩配置引入预先规定的寄生量，以便对微带线宽的变化进行频率补偿。
在操作中、每批一或二块电路板被测量偏离额定值的频率。在一批中每块电路板被测量是不必要的，因为在一批内的每块板是非常类似的，然后，一份检查表供商议，以便确定为了校正这批的频率偏移，需要哪种罩的配置。这就提供一种调谐频率的简单和无源的方法。结果，本发明有效地改善总产量。
本发明包括一种(见图9)用于通过改变其电路寄生物调谐压控振荡器的方法。本方法100包括第一步骤102，提供多个不同的金属罩，每个具有不同数量，尺寸和位置的孔(例如，如图1-3所示)，并在电路板的上边提供压控振荡器电路(如图4所示)。当每个不同的罩贴附到电路板的上表面时，对压控振荡器电路呈现出不同的电路寄生物。
本方法100的第二步骤104包括测量压控振荡器的工作频率。该测量步骤确定压控振荡器被调谐以前的工作频率。测量压控振荡器的频率可通过许多技术来实现，它们在技术上是众所周知的，因而将不在此提出。
第三步骤106计算为达到所希望的额定工作频率所需的频率偏移量。计算步骤包括取得压控振荡器被调谐以后所希望的额定工作频率，并减去从以上第二步骤获得的压控振荡器被测得的工作频率，典型情况下得到正的频移。
第四步骤108包括将所需的频移量(来自计算步骤)匹配到预先确定的频移对不同罩的检查表中的值。检查表包含对于每种不同的罩配置产生的预先测得的偏移，因为每种罩对压控振荡器电路呈现不同的寄生贡献。因此，将一个所需的频率偏移匹配到一种特定的罩配置确定哪种罩的寄生物将提供所需的正确的频率偏移量。
最后步骤110包括将以上匹配步骤(108)中指明的罩贴附到电路板的上边，以便至少部分地覆盖压控振荡器电路，使得对压控振荡器电路呈现适当的寄生物，达到所希望的额定工作频率。
图1-3示出三种罩的配置，例如，可在提供步骤中被提供，然而可以提供更多或较少的配置。为了经济和RF屏蔽的考虑，罩是导电的并最好是金属的。图1示出第一罩，是由连续的金属片形成边和不带孔的顶确定的。图2示出用边和带一个孔的顶的第二金属罩，图3示出用边和带二个孔的顶的第三金属罩。
孔或洞是均匀尺寸或相互均匀地交叉定位是不需要的。只要VCO电路的RF屏蔽被基本保持，可以使用任何数量的孔。图1-3的罩的孔只是作为例子示出。可以采用更多的孔。孔定位于靠近罩的边缘也是不需要的。然而，最好罩被连接地，孔也可分开地用基本不导电的材料填充，焊接或覆盖。例如，振荡器，正如技术上已知的那样，可通过其中的一个孔用罐装材料填满。
在一种最佳实施方案中，罩是7.1(mm)2，每个孔是1mm×3.4mm，在对压控振荡器电路保持适当的RF屏蔽的情况，提供本发明的正确工作
图4示出一种已组装的压控振荡器电路10的顶视图。电路10包括芯片元件12，晶体管14，电感器16，连接过孔18，微带20，全部汇集在电路板22上。微带20作为谐振LC电路的部件被并在压控振荡器内。正如技术上已知的那样，典型情况下压控振荡器是在频率合成器(未示出)中的锁相环电路内被采用，该电路提供VCO的控制电压Vcontnol。
图5示出图1-3的罩中的一个被贴附以后，图4的压控振荡器中LC谐振器的一个简化电路模型。谐振器的电容C，优先由片电容提供。金属罩和地被设计成相互平行，并与将电路部分连到电路板下边的地平面的过孔串联。
改变罩将改变LC电路的总电感。采用较低电感的罩将使罩和地的并联电感较低，这依次提升VCO的LC谐振器的谐振频率。采用提升电感的罩将使罩和地的并联电感提升，这依次降低VCO的LC谐振器的谐振频率。应该认识到，虽然过孔典型情况下被连到地，可以理解，过孔也可被连到一个源或源和地的组合。
当贴附到电路板时，每个罩呈现出平行于压控振荡器电路板地平面不同的寄生电感，这就降低压控振荡器电路中LC谐振器的有效电感，从而提升工作频率。该罩也对压控振荡器电路的每个节点呈现出寄生电容(未示出)，这就增加压控振荡器电路中LC谐振器的有效电容，从而降低工作频率。
该罩主要提供平行于压控振荡器电路板地平面的寄生电感，降低压控振荡器电路中LC谐振器的有效电感。该罩次要呈现出对压控振荡器电路每个节点的寄生电容，增加压控振荡器电路中LC谐振器的有效电容。寄生电感和电容的组合典型情况下导致总的工作频率的上升。
在一种最佳实施方案中，贴附步骤(图9的110)包括利用技术上已知的许多技术之一将罩连到电路板的地平面。例如，罩可被焊接到电路板的一个或多个地连接处。更具体而言，贴附步骤包括一个地平面基本覆盖电路板的下侧。
图6-8示出在分别利用图1-3的不同罩配置的贴附步骤(图9的110)以后的压控振荡器。
在一种最佳实施方案中，第二罩(图2)被配置为在统计上为平均的电路板批提供所希望的额定VCO工作频率。对于电路板已被过腐蚀的那些批，产生带有增加电感的微带，那末第一罩(图1)被选取贴附到这些批中的所有电路板，以便提供减少的电感来补偿增加的条线电感。对于电路板已被欠腐蚀的那些批，产生带有减少电感的微带，那末第三罩(图3)被选取贴附到这些批中的所有电路板，以便提供增加的电感来补偿减少的条线电感。
本发明的新方法提供一种通过改变电路寄生物无源地调谐压控振荡器的方法，别外，与为每个不同的VCO频率提供不同的电路板相反，本方法允许利用可用于广泛频率范围的单一电路板配置。例参考图4，示出在一个电路板上的一种压控振荡器电路优选实施方案的顶视图。在电路板22上用几个元件示出微带谐振器20。电路的优选实施方案线路图示于图10中。元件的典型值如下L1=27nHR1=4.7k ohmR2=2.7k ohmR3=470 ohm R4=68 ohmC1=22 PF C2=3.5 PFC3=2.7 PH C4=2.4 PFC5=0.01 uF C6=22 PFC7=2.7 PF C8=0.01 uFC9=3.3 PF C10=1.3 PFC11=每个频带选取D1=lSV305可变电抗器(或译为变容二极管)UPA808t NEC双晶体管将一个金属罩贴附到电路板上通常提供VCO工作频率的向上频率变化，其变化幅度由特定的罩中孔的数量，尺寸和位置来确定。
例如，一种展示可被得到的频移量的实验被进行。做了四种试验，实际结果如下，第一试验(基线)测量VCO工作频率，不带贴附的罩(如图4所示)，提供中心工作频率大约1750MHz，带宽大约128MHz。第二试验测量VCO额定工作频率，带贴附的无孔(见图1)的罩，如图6所示，提供工作频率大约1777MHz，相应于移+27MHz。第三试验测量VCO额定工作频率，带贴附的有一个孔(见图2)的第二罩，如图7所示，提供工作频率大约1774MHz，相应于移动+24MHz。第四试验测量VCO额定工作频率，带贴附的有二个孔的(见图3)第三罩，如图8所示，提供工作频率大约1770MHz，相应于移动+20MHz。
可以看出，不同的罩产生不同的频移，范围是在1750MHz上从+20到+27MHz，或者大约7MHz的调谐范围(5.5％带宽)。由本发明提供的调谐范围的扩展被方便地用于提供一种无源的频率调节，以获得所希望的VCO额定工作频率。另外，以上所描述的方法可连同技术上已知的标准调谐技术用于提供扩展的频率调谐范围。
虽然已经示出和描述了本发明的各种实施方案。但应该理解，本领域的技术人员可以对以前的实施方案进行修改和替换，以及重新安排和组合，并不偏离本发明的新颖和广阔的范围。
权利要求
1．一种通过改变电路寄生物来调谐压控振荡器的方法，包括以下步骤在电路板的上侧提供压控振荡器电路和多个不同的金属罩，每个罩有不同数量，尺寸和位置的孔，在后续的贴附步骤期间，当每个不同的罩贴附到电路板时，对压控振荡器呈现出不同的电路寄生物；测量压控振荡器的工作频率；计算为达到所希望的额定工作频率所需的频移量；将所需的频移量匹配到预先确定的频移对不同罩的检查表中的值，以确定哪个罩的寄生物将提供所需的正确的频移量；和将在匹配步骤中指明的罩贴附到电路板的上侧，至少部分地覆盖压控振荡器电路，使得所希望的额定工作频率被达到。
2．如权利要求1的方法，其中在贴附步骤中这些罩提供了平行于压控振荡器电路的电路板的地平面的寄生电感，这就降低压控振荡器电路中LC谐振器的有效电感，提高了工作频率。
3．如权利要求1的方法，其中在贴附步骤中，这些罩对压控振荡器电路的每个节点提供寄生电容，这就增加压控振荡器电路LC谐振器的有效电容，降低了工作频率。
4．如权利要求1的方法，其中在贴附步骤中，这些罩主要提供平行于压控振荡器的电路板的地平面的寄生电感，这就降低压控振荡器电路中LC谐振器的有效电感，和其中这些罩其次提供对压控振荡器电路的每个节点的寄生电容，这就增加压控振荡器电路中LC谐振器的有效电容，导致总的提高工作频率。
5．如权利要求1的方法，其中贴附步骤包括将罩连到电路板的地平面。
6．如权利要求5的方法，其中贴附步骤包括地平面基本上覆盖电路板的下侧。
7．如权利要求1的方法，其中提供步骤包括三个不同的金属罩，第一罩是连续的不带孔，第二罩带一个孔，第三罩带二个孔。
8．如权利要求7的方法，其中提供步骤包括第二罩，具有大约1mm×3.4mm的一个孔，和第三罩，具有两个孔，每个大约1mm×3.4mm。
9．如权利要求1的方法，其中在提供步骤中，压控振荡器电路具有连在节点上的电路元件，在贴附步骤中，罩对压控振荡器电路的每个节点呈现出次要的寄生物。
10．如权利要求9的方法，其中在提供步骤中，每个不同的罩主要提供平行于压控振荡器电路的寄生电感，每个不同的罩其次提供对压控振荡器的每个节点的寄生电容，当在贴附步骤中相继贴附到电路板时，增加压控振荡器电路中LC谐振器的有效电容，由于罩对地的寄生电感提供的影响，使工作频率稍微降低。
全文摘要
一种通过改变电路寄生物调谐压控振荡器的方法(100),包括第一步骤(102),在电路板上提供压控振荡器电路和多个不同的金属罩,每个具有不同数量,尺寸和位置的孔。每个不同的罩对压控振荡器提供不同的电路寄生物。在第二步骤(104)中,测量压控振荡器频率,在第三步骤(106)中,计算为达到所希望的工作频率所需的频移。在第四步骤(108),选择将提供所需寄生物的罩的提供所需的频移的量。在最后的步骤(110)中,所选的罩被贴附到电路板上,以便从压控振荡器获得所希望的额定工作频率。
文档编号H01P7/08GK1295734SQ98813862
公开日2001年5月16日 申请日期1998年12月18日 优先权日1998年3月6日
发明者T·A·克尼希特, G·O·雷赛尔 申请人:Cts公司