微波加热设备及其信号发生装置的制作方法

本实用新型涉及生活电器技术领域，尤其涉及一种微波加热设备及其信号发生装置。

背景技术：

相关技术中，微波信号发生器主要采用集成式vco(voltagecontrolledoscillator，电压控制振荡器)产生频率可控的射频信号，但是，相关技术存在的问题在于，输出的射频信号的频率覆盖范围有限，例如433mhz，915mhz和2450mhz三个频段相隔较大，一个集成式vco不能满足频率覆盖要求，此时需要三颗不同频率范围的vco，从而导致成本较高，并且硬件设计难以同时兼容三个频段。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种微波加热设备的信号发生装置，以实现能够得到更宽的频率覆盖范围的射频信号。

本实用新型的另一个目的在于提出一种微波加热设备。

为达上述目的，本实用新型第一方面提出了一种微波加热设备的信号发生装置，包括：压控振荡器，所述压控振荡器包括谐振电路，所述谐振电路包括变容二极管和谐振电感，所述压控振荡器通过所述谐振电路产生射频信号，其中，所述射频信号的频率与所述变容二极管的电容值相关；晶体振荡器，所述晶体振荡器用以产生时钟信号；参考频率分频器，所述参考频率分频器与所述晶体振荡器相连，所述参考频率分频器用于对所述时钟信号进行分频以得到参考时钟；反馈频率分频器，所述反馈频率分频器与所述压控振荡器相连，所述反馈频率分频器用于对所述射频信号进行分频；电压调整模块，所述电压调整模块与所述压控振荡器、所述参考频率分频器和所述反馈频率分频器相连，所述电压调整模块用于根据所述参考时钟和分频后的射频信号生成电压信号，以通过所述电压信号调节所述变容二极管的电容值。

根据本实用新型提出的微波加热设备的信号发生装置，通过谐振电路产生频率与变容二极管的电容值相关的射频信号，通过晶体振荡器产生时钟信号，然后参考频率分频器对时钟信号进行分频以得到参考时钟，反馈频率分频器对射频信号进行分频，电压调整模块根据参考时钟和分频后的射频信号生成电压信号，以通过电压信号调节变容二极管的电容值。由此，本实用新型的微波加热设备的信号发生装置，通过调节变容二极管的电容值就可实现得到较宽的频率覆盖范围的射频信号，无需对信号发生装置的pcb设计进行更改，也无需更换更高频段更贵的vco。另外，该装置成本低、且控制简单。

进一步地，所述压控振荡器还包括：射频信号输出端；信号放大电路，所述信号放大电路与所述谐振电路和所述射频信号输出端相连，所述信号放大电路用于对所述谐振电路产生的射频信号进行放大，并向所述射频信号输出端输出放大后的射频信号；供电电路，所述供电电路与所述信号放大电路相连，所述供电电路用于给所述信号放大电路供电。

进一步地，所述谐振电路还包括第一电容，其中，所述变容二极管的阳极接地，所述变容二极管的阴极与所述电压调整模块相连，以接收所述电压信号；所述第一电容的一端与所述变容二极管的阴极相连，所述第一电容的另一端与所述谐振电感的一端相连，所述第一电容的另一端还与所述信号放大电路的输入端相连，其中，所述谐振电感的另一端接地。

进一步地，所述谐振电路还包括：串联的第二电容和第三电容，所述第二电容的一端与所述信号放大电路的输入端相连，所述第二电容的另一端与所述第三电容的一端相连并具有第一节点，所述第三电容的另一端接地，所述第一节点与所述信号放大电路的反馈端相连。

进一步地，所述谐振电路还包括：第四电容，所述第四电容连接在所述第一电容的另一端与所述信号放大电路的输入端之间；第五电容，所述第五电容的一端与所述第一电容的另一端和所述谐振电感的一端相连，所述第五电容的另一端接地。

进一步地，所述信号放大电路包括三极管，所述三极管的基极作为所述信号放大电路的输入端，所述三极管的发射极作为所述信号放大电路的反馈端，所述三极管的集电极与所述射频信号输出端相连。

进一步地，所述信号放大电路还包括：第一电感，所述第一电感的一端与所述信号放大电路的反馈端相连，所述第一电感的一端还与第一节点相连；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一电感的另一端相连，所述第一电阻的另一端接地。

进一步地，所述供电电路包括：第一电容组，所述第一电容组的一端与预设电源相连，所述第一电容组的另一端接地，所述第一电容组包括至少一个并联连接的电容；第二电感，所述第二电感的一端与所述第一电容组的一端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二电感的另一端相连并具有第二节点，所述第二节点与所述三极管的集电极相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连并具有第三节点，所述第三电阻的另一端接地，所述第三节点与所述三极管的基极相连。

进一步地，所述电压调整模块包括：鉴相器，所述鉴相器与所述参考频率分频器和所述反馈频率分频器相连，所述鉴相器用于比较所述参考时钟和分频后的射频信号的相位，以生成相位差信号；电荷泵，所述电荷泵与所述鉴相器相连，所述电荷泵用于根据所述相位差信号产生电流信号；环路滤波器，所述环路滤波器与所述电荷泵和所述压控振荡器相连，所述环路滤波器根据所述电流信号产生相应的电压信号。

进一步地，所述压控振荡器还包括：设置在所述变容二极管的阴极与所述电压调整模块之间的输入电路，其中，所述输入电路包括：第三电感，所述第三电感连接在所述变容二极管的阴极与所述电压调整模块之间；第六电容，所述第六电容的一端与所述电压调整模块相连，所述第六电容的另一端接地。

为达上述目的，本实用新型第二方面提出了一种微波加热设备，包括：腔体；如本实用新型第一方面实施例所述的信号发生装置，所述信号发生装置用于产生射频信号；放大器，所述放大器与所述信号发生装置相连，所述放大器用于对所述射频信号进行放大，并通过天线将放大后的射频信号馈入到所述腔体。

根据本实用新型提出的微波加热设备，在信号发生装置产生射频信号后，通过放大器对射频信号进行放大，并通过天线将放大后的射频信号馈入到腔体。由此，本实用新型的微波加热设备，通过调节变容二极管的电容值就可实现得到较宽的频率覆盖范围的射频信号，无需对信号发生装置的pcb设计进行更改，也无需更换更高频段更贵的vco。另外，该装置成本低、且控制简单。

进一步地，所述微波加热设备为微波炉。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例的微波加热设备的信号发生装置的方框示意图；

图2为本实用新型一个实施例的微波加热设备的信号发生装置的方框示意图；

图3为本实用新型一个实施例的微波加热设备的信号发生装置的电路原理图；

图4为本实用新型另一个实施例的微波加热设备的信号发生装置的方框示意图；

图5为本实用新型实施例的微波加热设备的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的微波加热设备及其信号发生装置。

图1为本实用新型实施例的微波加热设备的信号发生装置的方框示意图。如图1所示，该微波加热设备的信号发生装置200包括压控振荡器10、晶体振荡器20、参考频率分频器30、反馈频率分频器40和电压调整模块50。

其中，压控振荡器10包括谐振电路11，谐振电路11包括变容二极管d和谐振电感l，压控振荡器10通过谐振电路11产生射频信号，其中，射频信号的频率与变容二极管d的电容值相关；晶体振荡器20用以产生时钟信号；参考频率分频器30与晶体振荡器20相连，参考频率分频器30用于对时钟信号进行分频以得到参考时钟；反馈频率分频器40与压控振荡器10相连，反馈频率分频器40用于对射频信号进行分频；电压调整模块50与压控振荡器10、参考频率分频器30和反馈频率分频器40相连，电压调整模块50用于根据参考时钟和分频后的射频信号生成电压信号，以通过电压信号调节变容二极管d的电容值c。

需要说明的是，压控振荡器10可产生频率范围在1mhz～100ghz的任意点频的射频信号。

进一步地，如图4所示，电压调整模块50包括：鉴相器51、电荷泵52和环路滤波器53，其中，鉴相器51与参考频率分频器30和反馈频率分频器40相连，鉴相器51用于比较参考时钟和分频后的射频信号的相位，以生成相位差信号；电荷泵52与鉴相器51相连，电荷泵52用于根据相位差信号产生电流信号；环路滤波器53与电荷泵52和压控振荡器10相连，环路滤波器53根据电流信号产生相应的电压信号。

需要说明的是，电流信号与相位差信号成比例。

可理解，压控振荡器10通过谐振电路11产生射频信号后，反馈频率分频器40对射频信号进行n分频，晶体振荡器20产生的时钟信号clk_ref，经参考频率分频器30进行r分频得到参考时钟，并送入鉴相器51，鉴相器51比较参考时钟和n分频后的射频信号的相位，并将相位差信号送给电荷泵52，电荷泵52根据相位差信号产生一个与相位差成比例的电流信号，电流信号再经过环路滤波器53的电阻和电容网络产生相应的电压信号，再由此电压信号控制压控振荡器10，具体地，控制调节变容二极管d的电容值c，以生成需要的频率范围在1mhz～100ghz的任意点频的射频信号rf_out，其中，生成的射频信号rf_out与时钟信号clk_ref的关系为：rf_out＝clk_ref*n/r，由此，通过更改反馈频率分频器40的n值，可配置输出任意频点的射频信号。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，压控振荡器10还包括：射频信号输出端12、信号放大电路13和供电电路14，其中，信号放大电路13与谐振电路11和射频信号输出端12相连，信号放大电路13用于对谐振电路11产生的射频信号进行放大，并向射频信号输出端12输出放大后的射频信号；供电电路14与信号放大电路13相连，供电电路14用于给信号放大电路13供电。

可理解，谐振电路11产生的射频信号，经信号放大电路13放大后，输出至射频信号输出端12。

进一步地，如图3所示，谐振电路11还包括第一电容c1，其中，变容二极管d的阳极接地，变容二极管d的阴极与电压调整模块50相连，以接收电压信号；第一电容c1的一端与变容二极管d的阴极相连，第一电容c1的另一端与谐振电感l的一端相连，第一电容c1的另一端还与信号放大电路13的输入端相连，其中，谐振电感l的另一端接地。

可理解，可通过电压调整模块50输出的电压信号的大小来调节变容二极管d的电容值c，然后变容二极管d的电容与谐振电感l形成谐振，并产生相应的射频信号，经信号放大电路13放大后输出至射频信号输出端12，以提供给负载。

进一步地，如图3所示，压控振荡器10还包括：设置在变容二极管d的阴极与电压调整模块50之间的输入电路70，其中，输入电路70包括：第三电感l3和第六电容c6，第三电感l3连接在变容二极管d的阴极与电压调整模块50之间；第六电容c6的一端与电压调整模块50相连，第六电容c6的另一端接地。

进一步地，如图3所示，谐振电路11还包括：串联的第二电容c2和第三电容c3，第二电容c2的一端与信号放大电路13的输入端相连，第二电容c2的另一端与第三电容c3的一端相连并具有第一节点a，第三电容c3的另一端接地，第一节点a与信号放大电路13的反馈端相连。

进一步地，如图3所示，谐振电路11还包括：第四电容c4和第五电容c5，其中，第四电容c4连接在第一电容c1的另一端与信号放大电路13的输入端之间；第五电容c5的一端与第一电容c1的另一端和谐振电感l的一端相连，第五电容c5的另一端接地。

进一步地，如图3所示，信号放大电路13包括三极管t1，三极管t1的基极作为信号放大电路13的输入端，三极管t1的发射极作为信号放大电路13的反馈端，三极管t1的集电极与射频信号输出端12相连。

进一步地，如图3所示，信号放大电路13还包括第一电感l1和第一电阻r1，其中，第一电感l1的一端与信号放大电路13的反馈端相连，第一电感l1的一端还与第一节点a相连；第一电阻r1的一端与第一电感l1的另一端相连，第一电阻r1的另一端接地。

进一步地，如图3所示，供电电路14还包括：第一电容组60、第二电感l2、第二电阻r2和第三电阻r3,其中，第一电容组60的一端与预设电源vcc相连，第一电容组60的另一端接地，第一电容组60包括至少一个并联连接的电容；第二电感l2的一端与第一电容组60的一端相连；第二电阻r2的一端与第二电感l2的另一端相连并具有第二节点b，第二节点b与三极管t1的集电极相连；第三电阻r3的一端与第二电阻r2的另一端相连并具有第三节点e，第三电阻r3的另一端接地，第三节点e与三极管t1的基极相连。

其中，第一电容组60可包括并联连接的至少一个电容。

可理解，预设电源vcc通过第二电感l2和第一电容组60给三极管t1供电，以使三极管t1将输入端接收到的射频信号进行放大，并输入到射频信号输出端12。其中，输出的射频信号的频率为：

其中，l11为谐振电感l的电感值，c为变容二极管d的电容值，c11、c22、c33和c44分别为第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3和第四电容c4的电容值。

由此可知，输出的射频信号的频率除了与谐振电感l的电感值有关外，还与变容二极管d、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3和第四电容c4的电容值有关，由此，通过更改变容二极管d的电容值c，可调整射频信号的频率，实现较宽的频率覆盖范围。

综上，根据本实用新型实施例提出的微波加热设备的信号发生装置，通过谐振电路产生频率与变容二极管的电容值相关的射频信号，通过晶体振荡器产生时钟信号，然后参考频率分频器对时钟信号进行分频以得到参考时钟，反馈频率分频器对射频信号进行分频，电压调整模块根据参考时钟和分频后的射频信号生成电压信号，以通过电压信号调节变容二极管的电容值。由此，本实用新型的微波加热设备的信号发生装置，通过调节变容二极管的电容值就可实现得到较宽的频率覆盖范围的射频信号，无需对信号发生装置的pcb设计进行更改，也无需更换更高频段更贵的vco。另外，该装置成本低、且控制简单。

此外，本实用新型实施例还提出了一种微波加热设备。

图5为根据本实用新型实施例的微波加热设备的方框示意图。如图5所示，该微波加热设备包括腔体100、如前述的信号发生装置200和放大器300。

其中，信号发生装置200用于产生射频信号；放大器300与信号发生装置200相连，放大器300用于对射频信号进行放大，并通过天线将放大后的射频信号馈入到腔体100。

其中，微波加热设备可为微波炉，腔体100可接收电磁能。

可理解，信号发生装置200产生1mhz～100ghz的任意点频的射频信号，并送给放大器300进行放大，放大后的射频信号经天线馈入到腔体100，然后再经由检测器检测其能效后，将检测信息送入处理器，由处理器确定是否需要更改信号发生装置200的频率配置和放大器300的增益配置。

综上，根据本实用新型实施例提出的微波加热设备，在信号发生装置产生射频信号后，通过放大器对射频信号进行放大，并通过天线将放大后的射频信号馈入到腔体。由此，本实用新型的微波加热设备，通过调节变容二极管的电容值就可实现得到较宽的频率覆盖范围的射频信号，无需对信号发生装置的pcb设计进行更改，也无需更换更高频段更贵的vco。另外，该装置成本低、且控制简单。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。