DE10053216A1

DE10053216A1 - Voltage controlled oscillator, especially for mobile devices

Info

Publication number: DE10053216A1
Application number: DE10053216A
Authority: DE
Inventors: Bernd Bienek; Dietmar Gapski; Xihe Tuo
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2002-05-16
Also published as: WO2002035699A1

Abstract

The invention relates to a voltage-controlled oscillator, especially for mobile radiotelephone devices, comprising an oscillating circuit, which is formed by electronic components and which can be tuned by a tuning element. In order to easily realize a broadband frequency range and a low phase noise in a voltage-controlled oscillator of the aforementioned type, the tuning element is provided with a capacitor back-up microelectromechanical system (7).

Description

Die Erfindung betrifft einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), insbesondere für Mobilfunkgeräte, mit einem durch e lektronische Bauteile gebildeten Schwingkreis, der durch ein Einstellelement abstimmbar ist.The invention relates to a voltage controlled oscillator (VCO), in particular for mobile devices, with a through e electronic components formed by an oscillating circuit Adjustment element is tunable.

Spannungsgesteuerte Oszillatoren (voltage controlled oscilla tors) dienen in erster Linie dazu, Schwingungen bestimmter Kurvenformen, beispielsweise Sinus, Rechteck, Dreieck, Säge zahn und Puls, zu erzeugen. Insbesondere für den Einsatz im Hochfrequenzbereich (HF), wie etwa für Mobilfunkanwendungen, werden spannungsgesteuerte Oszillatoren verwendet, die einen abstimmbaren Schwingkreis aus in der Regel parallelgeschalte ten Induktivitäten (L) und Kondensatoren (C) aufweisen. Zur Abstimmung eines solchen LC-Schwingkreises werden üblicher weise Varaktordioden benutzt, die als Paar in einer Kathode- Kathode-Anordnung geschaltet sind, um Nichtlinearitäten der Kapazitäts-Spannungs-Kurve zumindest teilweise zu eliminie ren. Als Folge hiervon ergibt sich jedoch ein geringerer Oberwellengehalt.Voltage controlled oscilla tors) serve primarily to determine certain vibrations Curve shapes, for example sine, rectangle, triangle, saw tooth and pulse. Especially for use in High frequency range (HF), such as for mobile radio applications, voltage controlled oscillators are used, the one tunable resonant circuit usually connected in parallel th inductors (L) and capacitors (C). to Tuning such an LC resonant circuit is becoming more common wise varactor diodes used as a pair in a cathode Cathode arrangement are switched to the non-linearities of the Eliminate capacitance-voltage curve at least partially ren. As a result, however, there is less Harmonic content.

Um den Quality-Faktor (Q), der sich im allgemeinen aus der Division der Mittenfrequenz durch die Frequenzbandbreite er rechnet und demnach die Güte des Schwingkreises angibt, nicht zu vermindern, wird gewöhnlich eine geringe Spannung und hohe Kapazität am Ausgang der Varaktordioden vermieden. Zudem ist es bekannt, parallel geschaltete Varaktordioden vorzusehen, um sowohl ein breitbandiges Frequenzspektrum als auch einen hohen Q-Faktor zu erreichen. Weitere übliche Praktiken in Hinsicht auf einen breitbandigen Frequenzbereich und ein geringes Phasenrauschen sind, die Kondensatoren und/oder die Induktivitäten beziehungsweise Resonatoren über Schalter an zusteuern.To the quality factor (Q), which is generally derived from the Division of the center frequency by the frequency bandwidth calculates and therefore does not indicate the quality of the resonant circuit to decrease, usually becomes a low voltage and high Avoided capacitance at the output of the varactor diodes. In addition is it is known to provide varactor diodes connected in parallel, around both a broadband frequency spectrum and one to achieve a high Q factor. Other common practices in With regard to a broadband frequency range and a low one Are phase noise, the capacitors and / or the Inductors or resonators on switches heading.

Ein breitbandiger Frequenzbereich und ein geringes Phasenrau schen ist vor allem im Zusammenhang mit den zunehmend stärker verbreiteten Mobilfunkgeräten, wie zum Beispiel Mobiltelefone nach den gegenwärtig nebeneinander existierenden Mobilfunk standards GSM (Global System for Mobile Communication), DCS1800 (Digital Cellular System), UMTS (Universal Mobile Te lecommunication System), D-AMPS (Digital Advanced Mobile Pho ne System), IS-95, oder IS-136 von besonderer Bedeutung. Die se meist in Frequenzbereichen von 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz arbeitenden zellularen Systeme erfordern ebenso wie digi tale schnurlose Telefone nach dem DECT-Standard (Digital En hanced Cordless System) mit Frequenzen bei 1700 MHz einen breiten Abstimmbereich.A broadband frequency range and a low phase roughness is increasingly stronger, especially in connection with the widespread mobile devices, such as cell phones according to the currently existing mobile phone coexistence standards GSM (Global System for Mobile Communication), DCS1800 (Digital Cellular System), UMTS (Universal Mobile Te lecommunication system), D-AMPS (Digital Advanced Mobile Pho ne system), IS-95, or IS-136 of particular importance. the mostly in the frequency ranges of 900 MHz, 1800 MHz and 1900 MHz working cellular systems require just like digi tal cordless telephones according to the DECT standard (Digital En hanced cordless system) with frequencies at 1700 MHz wide tuning range.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen spannungsge steuerten Oszillator bereitzustellen, mit dem sich ein breit bandiger Frequenzbereich und ein geringes Phasenrauschen auf einfache Weise realisieren lassen.The invention has for its object a voltage controlled oscillator to provide a wide range band frequency range and a low phase noise can be easily implemented.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem spannungsgesteuerten Oszillator mit den eingangs genannten Merkmalen vorgeschla gen, daß das Einstellelement ein kondensatorgestütztes mikro- elektromechanisches System aufweist.To solve this task, a voltage controlled Proposed oscillator with the features mentioned above conditions that the setting element is a capacitor-supported micro- has electromechanical system.

Unter einem mikro-elektromechanischen System, im folgenden MEMS genannt, wird die Integration von mechanischen Elemen ten, Sensoren, Stellgliedern und elektronischen Bauteilen auf einem gemeinsamen, in der Regel aus Silizium bestehenden Sub strat durch die Anwendung von Mikrofertigungsverfahren ver standen. Die elektronischen Komponenten werden dabei zumeist durch Halbleitertechnologien, wie etwa CMOS-, Bipolar- oder BICMOS-Verfahren, gefertigt, wohingegen die mikromechani schen Komponenten durch Mikrobearbeitungsverfahren, wie zum Beispiel dem bereichsweisen Ätzen des Siliziumträgers zum Entfernen oder Hinzufügen struktureller und funktioneller Schichten, erzeugt werden. MEMS stellen demnach Systeme dar, die in den unterschiedlichsten Bereichen Anwendung finden können.Under a micro-electromechanical system, in the following Called MEMS, is the integration of mechanical elements sensors, actuators and electronic components a common sub, usually made of silicon strat by using microfabrication processes stood. The electronic components are mostly used through semiconductor technologies such as CMOS, bipolar or BICMOS process, manufactured, whereas the micromechani components by micromachining processes such as Example of the area-wise etching of the silicon carrier for Remove or add structural and functional Layers. Accordingly, MEMS represent systems which are used in a wide variety of areas can.

Ein sich die Funktionsweise eines Kondensators zu eigen ma chendes mikro-elektromechanisches System im Sinne der vorlie genden Erfindung, im folgenden MEMS-C genannt, ist ein elekt risch gesteuertes Bauteil, das durch eine mechanische Ände rung der Geometrie die Kapazität zwischen seinen Anschlüssen ändert. Ein MEMS-C selbst ist bekannt, so daß in Hinsicht auf Aufbau und Wirkungsweise des MEMS-C auf den Stand der Technik verwiesen wird.A how the capacitor works The micro-electromechanical system in the sense of the present The present invention, hereinafter called MEMS-C, is an elect component controlled by a mechanical change geometry, the capacity between its connections changes. A MEMS-C itself is known, so in terms of Structure and mode of operation of the MEMS-C based on the state of the art is referred.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen eines solchen MEMS-C als Bestandteil des Einstellelements eines spannungsgesteuerten Oszillators, der einen breitbandigen Frequenzbereich und ein geringes Phasenrauschen ermöglicht, läßt sich der Aufbau ei nes Oszillators in erheblichem Maße vereinfachen und damit eine kostengünstige Fertigung sicherstellen. Da bei dem MEMS- C darüber hinaus das RF-Signal und der Gleichstromanschluß voneinander getrennt sind, haben Nichtlinearitäten der Kapa zitäts-Spannungs-Kurve keine schädlichen Auswirkungen auf die Wirksamkeit des Phasenrauschens. Überdies besitzt das MEMS-C einen besseren Quality-Faktor als herkömmliche Varaktordio den. So beträgt der Quality-Faktor des MEMS-C bei 1,5 GHz mehr als 100 im Vergleich zu etwa 40 einer Varaktordiode mit der Folge, daß im Unterschied zu der Verwendung von Varaktor dioden keine aufwendige Gestaltungen in Hinsicht auf ein ge fordertes Phasenrauschen erforderlich sind. Nicht zuletzt verfügt das MEMS-C über einen breiten Abstimmbereich, beispielsweise von 0,5 pF bis 10,0 pF oder mehr, wodurch sich auf einfache Weise ein breitbandiger spannungsgesteuerter Os zillator realisieren läßt, und zwar ohne den Q-Faktor in be stimmten Wertebereichen zu reduzieren.By providing such a MEMS-C as Part of the setting element of a voltage controlled Oscillator that has a broadband frequency range and a allows low phase noise, the structure can egg Simplify the oscillator to a considerable extent and thus ensure cost-effective production. Because with the MEMS C also the RF signal and DC connector separated from each other have non-linearities of the Kapa voltage-voltage curve no harmful effects on the Effectiveness of phase noise. The MEMS-C also has a better quality factor than conventional varactordio the. The quality factor of the MEMS-C is 1.5 GHz more than 100 compared to about 40 with a varactor diode the result that, unlike the use of varactor diodes no complex designs with regard to a ge required phase noise are required. Not least the MEMS-C has a wide tuning range, for example from 0.5 pF to 10.0 pF or more, which makes a broadband voltage controlled Os in a simple way zillator can be realized without the Q factor in be agreed to reduce value ranges.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines solchen spannungsgesteuer ten Oszillators stellen die Gegenstände der Unteransprüche dar. Dabei ist es besonders günstig, wenn das Einstellelement zusätzlich mit einer Varaktordiode versehen ist, um den un terschiedlichsten Anforderungen, die in der Praxis an span nungsgesteuerte Oszillatoren gestellt werden, Rechnung zu tragen. Die Anforderungen die an spannungsgesteuerte Oszilla toren, die wie vorliegend breitbandig abstimmbar sind, ge stellt werden, rühren in erster Linie daher, daß solche Os zillatoren eine große Abstimmsteilheit aufweisen. Für eine Feinabstimmung oder Phasenmodulation ist es daher zweckmäßig, ein weiteres Einstell- beziehungsweise Abstimmelement mit ge ringerer Abstimmsteilheit parallel zu schalten. Dieses Ab stimmelement kann zum Beispiel ein weiteres MEMS-C oder - wie zuvor beschrieben - eine Kapazitätsdiode sein. Letzteres hat den zusätzlichen Vorteil, daß Kapazitätsdioden für kleine Ab stimmsteilheiten eine große Güte besitzen.Advantageous configurations of such a voltage control ten oscillators are the subject of the subclaims It is particularly advantageous if the adjusting element is also provided with a varactor diode to the un a wide variety of requirements that in practice apply to span voltage-controlled oscillators are provided wear. The requirements for voltage controlled Oszilla gates, which can be tuned as broadband, ge are primarily due to the fact that such Os zillators have a large voting steepness. For one Fine-tuning or phase modulation is therefore advisable another setting or tuning element with ge to switch parallel tuning steepness. This Ab for example, another MEMS-C or - how previously described - be a capacitance diode. The latter has the additional advantage that capacitance diodes for small Ab voice steepness is of great quality.

Darüber hinaus kann es außerdem zweckmäßig sein, das Ein stellelement mit einem mikro-elektromechanischen System- Schalter, MEMS-Schalter, zu versehen, der sich die Vorteile der MEMS-Technologie zu nutze macht, um etwa den induktiven Teil des Schwingkreises gezielt ändern zu können.In addition, it may also be appropriate to the one actuator with a micro-electromechanical system Switch, MEMS switch, to provide the benefits that makes use of MEMS technology, such as inductive To be able to change part of the resonant circuit in a targeted manner.

Schließlich besteht eine nutzbringende Weiterbildung darin, den spannungsgesteuerten Oszillator als Hochleistungsoszilla tor auszugestalten. Auf diese Weise läßt sich ein Oszillator mit geringem Rauschen auch im RF- oder Mikrowellen-Frequenz bereich realisieren. Ursächlich hierfür ist, daß das Rauschen des Oszillators vom Träger entfernt hauptsächlich durch die Güte des Resonators bestimmt wird. Um einen großen Signal- Rauschsockelabstand zu erhalten, ist es daher sinnvoll, eine hohe Oszillatorleistung zu verwenden. Im Schwingkreis wird danach ein sehr hoher Leistungspegel gespeichert, der einen hohen Abstand zum Grundrauschen gewährt. Aufgrund der hohen Leistung ist es erforderlich, daß die einzelnen Bauteile des Schwingkreises geeignet sind, Hochspannungsschwingungen aus zuführen. Aufgrund der nicht linearen Kapazitäts-Spannungs- Kurve und der Diodencharakteristik einer Kapazitätsdiode wird die Nutzleistung des Oszillators reduziert. Die elektrische Charakteristik des MEMS-C hingegen verändert sich durch die Hochspannungsschwingungen nicht.After all, useful training is the voltage-controlled oscillator as a high-performance ocilla design gate. In this way, an oscillator with low noise even in RF or microwave frequency realizing the area. The reason for this is that the noise of the oscillator removed from the carrier mainly through the Quality of the resonator is determined. To make a big signal It is therefore advisable to maintain a signal-to-noise ratio to use high oscillator power. In the resonant circuit then a very high power level is saved, the one granted a high distance to the noise floor. Because of the high Performance, it is necessary that the individual components of the Resonant circuit are suitable for high-voltage vibrations respectively. Due to the non-linear capacitance-voltage Curve and the diode characteristic of a capacitance diode reduces the useful power of the oscillator. The electrical Characteristic of the MEMS-C, however, changes through the High voltage vibrations are not.

Einzelheiten und weitere Vorteile des Gegenstandes der vor liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. In den zugehöri gen Zeichnungen veranschaulichen im einzelnen:Details and other advantages of the subject of the lying invention emerge from the following Be writing preferred embodiments. In the belonging The following drawings illustrate:

Fig. 1a ein schematisches Schaltbild eines bekannten span nungsgesteuerten Oszillators mit einem Paar Varaktor dioden, die sich in einer Kathode-Kathode-Anordnung befinden; Fig. 1a is a schematic diagram of a known voltage-controlled oscillator with a pair of varactor diodes, which are located in a cathode-cathode arrangement;

Fig. 1b ein schematisches Schaltbild eines bekannten span nungsgesteuerten Oszillators mit durch Schalter ange steuertem Kondensator und Resonator; Figure 1b is a schematic diagram of a known voltage-controlled oscillator with attached by switches steuertem capacitor and resonator.

Fig. 1c ein schematisches Schaltbild eines bekannten span nungsgesteuerten Oszillators mit parallel geschalte ten Varaktordioden; Figure 1c is a schematic diagram of a known voltage-controlled oscillator with parallel peeled th varactor diodes.

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen spannungsgesteuerten Oszillators mit einem MEMS-C; Fig. 2 is a schematic diagram of a voltage controlled oscillator according to the invention having a MEMS-C;

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild des Oszillators gemäß Fig. 2 mit einer zusätzlichen Varaktordiode und Fig. 3 is a schematic diagram of the oscillator of FIG. 2 with an additional varactor diode and

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild des Oszillators gemäß Fig. 3 mit einem zusätzlichen MEMS-Schalter. FIG. 4 shows a schematic circuit diagram of the oscillator according to FIG. 3 with an additional MEMS switch.

In den Fig. 1a bis 1c sind Ausführungsformen bekannter span nungsgesteuerter Oszillatoren dargestellt. Der Oszillator ge mäß Fig. 1a weist einen Schwingkreis auf, der aus einem Kon densator 1 und einem als Induktivität 2 ausgebildeten Resona tor, die parallel geschaltet und mit Masse verbunden sind, besteht. Um den Schwingkreis abzustimmen, ist ein Einstell element vorgesehen, das sich aus einem an eine Gleichspan nungsquelle 3 von zum Beispiel -0,5 V oder -8,0 V ange schlossenen Paar Varaktordioden 4 zusammensetzt. Die Varak tordioden 4 befinden sich in einer zu dem Kondensator 1 und der Induktivität 2 parallel geschalteten Kathode-Kathode- Anordnung, die gleichfalls mit Masse verbunden ist, so daß bei der oben angegebenen Spannung eine negative Abstimmspan nung im Resonatorzweig anliegt. Anstelle direkt an der Gleichspannungsquelle 3 angeschlossen zu sein, können die Va raktordioden 4 alternativ auch über weitere elektronische Bauteile, wie etwa regelbare Widerstände oder weitere Konden satoren, in an sich bekannter Weise an die Gleichspannungs quelle 3 angeschlossen werden, um ein gewünschtes Abstim mungsverhalten zu erreichen.In Figs. 1a to 1c embodiments are shown a known voltage-controlled oscillators. The oscillator according to FIG. 1a has a resonant circuit consisting of a capacitor 1 and a resonator formed as an inductor 2 , which are connected in parallel and connected to ground. In order to tune the resonant circuit, an adjusting element is provided, which is composed of a pair of varactor diodes 4 connected to a DC voltage source 3 of, for example, -0.5 V or -8.0 V. The Varak tordioden 4 are in a parallel to the capacitor 1 and the inductor 2 connected cathode-cathode arrangement, which is also connected to ground, so that a negative tuning voltage is present in the resonator branch at the voltage specified above. Instead of being connected directly to the DC voltage source 3 , the Va raktordioden 4 can alternatively be connected via further electronic components, such as adjustable resistors or further capacitors, in a manner known per se to the DC voltage source 3 in order to achieve a desired tuning behavior to reach.

Neben dem so gebildeten abstimmbaren Schwingkreis weist der spannungsgesteuerte Oszillator, im folgenden auch VCO ge nannt, noch einen in den Zeichnungen nur angedeuteten restli chen Teil 5 auf, der weitere, für die Funktionsweise des VCO erforderliche elektronische Bauteile in an sich bekannter Weise enthält.In addition to the tunable resonant circuit formed in this way, the voltage-controlled oscillator, also called VCO in the following, still has a part 5 only indicated in the drawings, which contains further electronic components required for the functioning of the VCO in a manner known per se.

Der spannungsgesteuerte Oszillator gemäß Fig. 1b unterschei det sich von dem gemäß Fig. 1a hauptsächlich darin, daß ein zusätzlicher Kondensator 1 vorgesehen ist und sowohl die Kon densatoren 1 als auch die Induktivität 2 über Schalter 6a be ziehungsweise 6b ansteuerbar sind. Die Induktivität 2 weist zu diesem Zweck eine Anzapfung auf, die durch den Schalter 6b mit Masse verbindbar ist. Im Vergleich hierzu weist der span nungsgesteuerte Oszillator gemäß Fig. 1c drei Paare an Varak tordioden 4 auf, die sich jeweils in einer Kathode-Kathode- Anordnung befinden und zu dem Kondensator 1 und der Indukti vität 2 parallel geschaltet sind.The voltage controlled oscillator of FIG. 1b under failed det from that according to FIG. 1 mainly in that an additional capacitor is provided 1 and both the Kon capacitors 1 and the inductor 2 via switch 6 a BE relationship as 6b are controlled. For this purpose, the inductor 2 has a tap which can be connected to ground by the switch 6 b. In comparison to this, the voltage-controlled oscillator according to FIG. 1c has three pairs of varactor diodes 4 , which are each in a cathode-cathode arrangement and are connected in parallel to the capacitor 1 and the inductance 2 .

In den Fig. 2 bis 4 sind verschiedene Ausführungsformen eines spannungsgesteuerten Oszillators dargestellt, bei denen das Einstellelement ein an sich bekanntes, kondensatorgestütztes mikro-elektromechanisches System 7, MEMS-C, aufweist. Bei den Oszillatoren gemäß Fig. 2 und 3 übernimmt das MEMS-C 7 dabei zugleich die Funktion des Kondensators 1 des VCO gemäß den Fig. 1a bis 1c.In Figs. 2 to 4 show different embodiments are illustrated of a voltage controlled oscillator, wherein the adjusting a per se known, capacitor-based micro-electromechanical system 7, MEMS-C has. In the oscillators shown in Fig. 2 and 3, the MEMS-C 7 thereby 1a assumes the same time the function of the capacitor 1 of the VCO according to Fig. 1C.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist das MEMS-C 7 einer seits mit der Gleichspannungsquelle 3 und andererseits mit Masse verbunden sowie parallel zu dem als Induktivität 2 aus gebildeten Resonator geschaltet. Als Resonator können dabei auch als Leistungsresonator oder MEMS-Resonator ausgebildete Resonatoren Anwendung finden. Die gleichfalls mit Masse ver bundene Induktivität 2 weist eine Anzapfung auf, die durch den Schalter 6b ebenfalls mit Masse verbindbar ist. In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Induktivität 2 mit zwei Anzapfungen versehen, die jeweils über Schalter 6b mit Masse verbindbar sind. Darüber hinaus ist bei diesem VCO zwischen dem MEMS-C 7 und der Induktivität 2 ein Paar sich in Kathode- Kathode-Anordnung befindende Varaktordioden 4 parallel ge schaltet, die mit einer zweiten Gleichspannungsquelle 3 ver bunden sind.In the embodiment according to FIG. 2, the MEMS-C 7 is connected on the one hand to the DC voltage source 3 and on the other hand to ground and connected in parallel to the resonator formed as an inductor 2 . Resonators designed as power resonators or MEMS resonators can also be used as resonators. The also connected to ground inductor 2 has a tap, which can also be connected to ground by the switch 6 b. In the embodiment according to FIG. 3, the inductor 2 is provided with two taps, each of which can be connected to ground via switch 6 b. In addition, in this VCO between the MEMS-C 7 and the inductor 2, a pair of varactor diodes 4 located in the cathode-cathode arrangement are connected in parallel, which are connected to a second DC voltage source 3 .

Bei dem spannungsgesteuerten Oszillator gemäß Fig. 4 ist durch einen mikro-elektromechanischen System-Schalter 8, MEMS-Schalter, ein Leitungsabschnitt zwischen dem MEMS-C 7 und der Induktivität 2 über einen ersten Kondensator 1 mit Masse verbindbar. Durch den MEMS-Schalter ist es danach möglich, den induktiven Teil des Schwingkreises gezielt zu än dern. Weiterhin sind die in Reihe befindlichen MEMS-C 7 und Induktivität 2 parallel zu einem zweiten Kondensator 1 und einer Varaktordiode 4 geschaltet und über einen dritten Kon densator 1 mit dem restlichen Teil 5 des VCO verbunden. Das MEMS-C 7 ist bei dieser Ausführungsform an eine erste Gleich spannungsquelle 3 angeschlossen, wohingegen sowohl die Varak tordiode 4 und der zweite Kondensator 1 als auch die Indukti vität 2 mit einer zweiten Gleichspannungsquelle 3 verbunden sind.In the voltage controlled oscillator of FIG. 4 can be connected by a micro-electromechanical system switch 8, the MEMS switch, a line section between the MEMS-C 7, and the inductor 2 via a first capacitor C1 to ground. The MEMS switch then makes it possible to specifically change the inductive part of the resonant circuit. Furthermore, the series MEMS-C 7 and inductor 2 are connected in parallel to a second capacitor 1 and a varactor diode 4 and connected via a third capacitor 1 to the remaining part 5 of the VCO. The MEMS-C 7 is connected to voltage source 3 in this embodiment, a first DC, whereas both the Varak gate diode 4 and the second capacitor 1 and the Indukti tivity 2 with a second DC voltage source 3 are connected.

Mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen spannungsge steuerter Oszillatoren gemäß den Fig. 2 bis 4 lassen sich im Unterschied zu den bekannten VCOs nach den Fig. 1a bis 1c ein breitbandiger Frequenzbereich und ein geringes Phasenrauschen auf einfache Weise realisieren. Grund hierfür ist das Vorse hen des MEMS-C 7 als Einstellelement, wodurch sich eine un komplizierte Gestaltung des VCO ergibt. Da das MEMS-C 7 zudem einen hohen Q-Faktor und einen breiten Abstimmbereich auf weist, läßt sich ein zielgerichtetes Design des breitbandigen und ein geringes Phasenrauschen sicherstellenden VCO verwirk lichen. Wie geschildert, kann das MEMS-C je nach Anwendungs fall auch mit einer herkömmlichen Varaktordiode und einem Schalter, wie etwa dem oben beschriebenen MEMS-Schalter, kom biniert werden. Nicht zuletzt ist es danach möglich, eine Os zillator-Topologie zu erzielen, welche die Funktion bekannter Oszillatoren, wie etwa Colpitts-Oszillatoren, aufweist, aber in Hinsicht auf ihre Gestaltung erheblich vereinfacht ist.With the previously described embodiments of voltage controlled oscillators according to FIGS. 2 to 4, in contrast to the known VCOs according to FIGS. 1a to 1c, a broadband frequency range and a low phase noise can be realized in a simple manner. The reason for this is the provision of the MEMS-C 7 as an adjusting element, which results in an uncomplicated design of the VCO. Since the MEMS-C 7 also has a high Q factor and a wide tuning range, a targeted design of the broadband and low phase noise ensuring VCO can be realized. As described, the MEMS-C can, depending on the application, also be combined with a conventional varactor diode and a switch, such as the MEMS switch described above. Last but not least, it is then possible to achieve an oscillator topology which has the function of known oscillators, such as Colpitts oscillators, but is considerably simplified in terms of its design.

Claims

1. Voltage-controlled oscillator, in particular for mobile radios, with a ge formed by electronic components resonant circuit, which can be tuned by an adjusting element, characterized in that the adjusting element has a capacitor-supported micro-electro-mechanical system ( 7 ).

2. Voltage-controlled oscillator according to claim 1, characterized in that the electronic components have at least one capacitor ( 1 ) and / or an inductor ( 2 ).

3. Voltage-controlled oscillator according to claim 2, characterized in that the inductor ( 2 ) is provided with at least one tap, which can be connected to ground by a switch ( 6 b).

4. Voltage-controlled oscillator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the adjusting element is provided with at least one varactor diode ( 4 ).

5. Voltage-controlled oscillator according to claim 4, characterized in that two varactor diodes ( 4 ) are connected in a cathode-cathode arrangement.

6. Voltage controlled oscillator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the adjusting element is provided with a micro-electromechanical system switch ( 8 ).

7. Voltage-controlled oscillator according to claim 6, characterized in that a line section between the capacitor-supported micro-electromechanical system ( 7 ) and the inductor ( 2 ) can be connected to ground by the micro-electromechanical system switch ( 8 ).

8. Voltage controlled oscillator according to one of the claims 1 to 7, characterized by the Ausges as a high-performance oscillator.