射频压控振荡器制造技术

本发明专利技术涉及一种射频压控振荡器，包括自适应偏置电路、振荡电路和LC谐振回路，振荡电路连接自适应偏置电路和LC谐振回路。自适应偏置电路输出偏置电压至振荡电路；振荡电路根据偏置电压以B类状态启动LC谐振回路开始振荡且振荡幅度逐渐增大；振荡电路在偏置电压的幅值小于第一阈值电压时进入C类状态，以及在偏置电压的幅值小于第二阈值电压时振荡幅度停止增大。通过自适应偏置电路输出偏置电压使振荡电路以B类状态启动LC谐振回路开始振荡，随着振荡幅度的增大，又使振荡电路进入C类状态进行振荡，起振容易且电流利用率高。在第一晶体管、第二晶体管的输出端与地之间增加补偿电阻，以保持负反馈的稳定性，提供宽工作范围内的稳定性。

Radio frequency voltage controlled oscillator

The invention relates to a radio frequency voltage controlled oscillator, which comprises an adaptive bias circuit, an oscillation circuit and a LC resonant circuit, and the oscillating circuit is connected with an adaptive bias circuit and a LC resonant circuit. Adaptive output bias circuit bias voltage to the oscillation circuit; the oscillation circuit according to the bias voltage to B start LC resonant circuit to start oscillation and the oscillation amplitude increases gradually; into the class C state of the oscillating circuit is less than the first threshold voltage in the amplitude of the bias voltage, and the amplitude of the bias voltage is less than the second threshold voltage when the oscillation amplitude increases stop. The oscillating circuit with B state start LC resonant circuit starts to oscillate through adaptive output bias circuit with the bias voltage, the oscillation amplitude increases, and the oscillation circuit oscillation into the C class, easy to start oscillation and the current utilization rate is high. A compensation resistor is added between the output of the first transistor and the second transistor and the ground to maintain the stability of the negative feedback and to provide stability in a wide operating range.

【技术实现步骤摘要】
射频压控振荡器
本专利技术涉及射频振荡控制
，特别是涉及一种射频压控振荡器。
技术介绍
随着智能终端的普及，作为标配的Wi-Fi与蓝牙这两种射频无线连接技术已经被广泛使用。由于受电池技术的限制，对射频芯片的低功耗要求是无止境的。压控振荡器(Voltage-ControlOscillator，VCO)是射频芯片的关键电路模块，对其相位噪声指标的要求非常苛刻。通常的射频VCO为B类，具有中心抽头的电感与两个可变电容构成LC谐振回路，通过改变可变电容的电容量从而控制LC谐振回路的谐振频率为所需要的值；两个晶体管作为振荡管交叉耦合连接成振荡单元，为LC谐振回路提供能量以维持振荡；利用电流源提供参考电流，通过由晶体管构成的电流镜为振荡单元提供偏置电流。B类VCO具有起振容易且可靠的优点，但缺点也很明显：振荡管的导通角为180度，电流利用率低，功耗非常高。为满足低功耗的要求，业界提出C类射频压控振荡器，C类射频压控振荡器的振荡管的导通角小，电流利用率高，但存在起振困难的缺点。因此，如何提供一种起振容易且电流利用率高的射频压控振荡器是亟待解决的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种起振容易且电流利用率高的射频压控振荡器。一种射频压控振荡器，包括自适应偏置电路、振荡电路和LC谐振回路，所述振荡电路连接所述自适应偏置电路和所述LC谐振回路，所述自适应偏置电路用于输出偏置电压至所述振荡电路；所述振荡电路用于根据所述偏置电压以B类状态驱动所述LC谐振回路开始振荡且振荡幅度逐渐增大；所述振荡电路在所述偏置电压的幅值小于预设的第一阈值电压时进入C类状态，以及在所述偏置电压的幅值小于预设的第二阈值电压时振荡幅度停止增大；所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压；所述自适应偏置电路包括电流源、第一晶体管、第二晶体管、补偿电阻和滤波电容，所述电流源连接所述第一晶体管的输入端、所述第二晶体管的输入端和所述振荡电路，所述电流源与所述振荡电路的公共端通过所述滤波电容接地；所述第一晶体管的控制端和所述第二晶体管的控制端均连接所述振荡电路，所述第一晶体管的输出端和所述第二晶体管的输出端均通过所述补偿电阻接地。上述射频压控振荡器，自适应偏置电路输出偏置电压至振荡电路，振荡电路根据偏置电压以B类状态启动LC谐振回路开始振荡且振荡幅度逐渐增大。振荡电路在偏置电压的幅值小于预设的第一阈值电压时进入C类状态，以及在偏置电压的幅值小于预设的第二阈值电压时振荡幅度停止增大。电流源输出的电流通过第一晶体管和第二晶体管产生的偏置电压给振荡电路，在第一晶体管、第二晶体管的输出端与地之间增加补偿电阻，以保持负反馈的稳定性，提供宽工作范围内的稳定性。通过自适应偏置电路输出偏置电压使振荡电路以B类状态驱动LC谐振回路开始振荡，随着振荡幅度的增大，又使振荡电路进入C类状态进行振荡，起振容易且电流利用率高。附图说明图1为一实施例中射频压控振荡器的结构图；图2为一实施例中射频压控振荡器的原理图；图3为一实施例中自适应偏置电压与振荡幅度的变化过程示意图。具体实施方式在一个实施例中，一种射频压控振荡器，如图1所示，包括自适应偏置电路110、振荡电路120和LC谐振回路130，振荡电路120连接自适应偏置电路110和LC谐振回路130。自适应偏置电路110用于输出偏置电压至振荡电路120。振荡电路120用于根据偏置电压以B类状态驱动LC谐振回路130开始振荡，随着LC谐振回路130的振荡幅度逐渐增大，振荡电路120在偏置电压的幅值小于预设的第一阈值电压时进入C类状态，以及在偏置电压的幅值小于预设的第二阈值电压时振荡幅度停止增大；第一阈值电压大于第二阈值电压。第一阈值电压和第二阈值电压的具体取值并不唯一，可通过对振荡电路120内部电子元器件的选取调整阈值电压。具体地，自适应偏置电路110输出偏置电压至振荡电路120，并控制偏置电压的幅值随着振荡电路120的振荡幅度增大而减小，直至振荡电路120的振荡幅度停止增大。振荡电路120根据偏置电压以B类状态驱动LC谐振回路130开始振荡且振荡幅度逐渐增大。通过自适应偏置电路110输出偏置电压使振荡电路120以B类状态启动LC谐振回路130开始振荡，并在振荡电路120跟随LC谐振回路130振荡后减小偏置电压的幅值，使振荡电路120进入C类状态进行振荡。如图2所示，自适应偏置电路110包括电流源Iref、第一晶体管MN3、第二晶体管MN4、补偿电阻Rz和滤波电容Cf。电流源Iref连接第一晶体管MN3的输入端、第二晶体管MN4的输入端和振荡电路120。具体地，电流源Iref的输入端可连接电源端VDD，输出端连接第一晶体管MN3、第二晶体管MN4和振荡电路120，电流源Iref由输入端接入电源并由输出端输出电流。电流源Iref与振荡电路120的公共端通过滤波电容Cf接地，第一晶体管MN3的控制端和第二晶体管MN4的控制端均连接振荡电路120，第一晶体管MN3的输出端和第二晶体管MN4的输出端通过补偿电阻Rz接地。电流源Iref输出的电流通过第一晶体管MN3和第二晶体管MN4产生的偏置电压vba给振荡电路120提供足够大的增益，使振荡电路120控制LC谐振回路130开始振荡，这个启动过程是处于B类状态。当振荡幅度逐渐增大，由于第一晶体管MN3和第二晶体管MN4的整流作用，使偏置电压vba开始下降。偏置电压vba下降到第一阈值电压后，振荡电路120进入C类状态。偏置电压vba再进一步下降，使得振荡电路120减小对LC谐振回路130电流的供给，振荡幅度不再增大，偏置电压vba不再减小，振荡电路120与自适应偏置电路110处于平衡状态。在偏置电压vba开始下降时，电容Cf的滤波使得偏置电压vba的下降过程平滑。为保持负反馈的稳定性，在第一晶体管MN3、第二晶体管MN4的输出端与地之间增加补偿电阻Rz，提供宽工作范围内的稳定性。振荡电路120的结构也并不是唯一的，在一个实施例中，振荡电路120包括第三晶体管NM1、第四晶体管NM2、偏置电阻组件122、第一耦合电容Cb1和第二耦合电容Cb2。第三晶体管NM1的输入端连接LC谐振回路130，第三晶体管NM1的控制端通过偏置电阻组件122连接第四晶体管NM2的控制端，第四晶体管NM2的输入端连接LC谐振回路130，第三晶体管NM1的输出端和第四晶体管NM2的输出端均接地；偏置电阻组件122与第三晶体管NM1的公共端、偏置电阻组件122与第四晶体管NM2的公共端以及偏置电阻组件122均连接自适应偏置电路110。具体地，偏置电阻组件122连接自适应偏置电路110中的电流源Iref，偏置电阻组件122与第三晶体管NM1的公共端连接自适应偏置电路110中第一晶体管MN3的控制端，偏置电阻组件122与第四晶体管NM2的公共端连接自适应偏置电路110中第二晶体管MN4的控制端。第一耦合电容Cb1一端连接第三晶体管NM1的输入端，另一端连接偏置电阻组件122与第三晶体管NM1的公共端，第二耦合电容Cb2一端连接第四晶体管NM2的输入端，另一端连接偏置电阻组件122与第四晶体管NM2的公共端。第三晶体管NM1和第四晶体管NM2作为振荡管构成交叉耦合。自适应偏置电路110中产生的偏置电压vba相比第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频压控振荡器，其特征在于，包括自适应偏置电路、振荡电路和LC谐振回路，所述振荡电路连接所述自适应偏置电路和所述LC谐振回路，所述自适应偏置电路用于输出偏置电压至所述振荡电路；所述振荡电路用于根据所述偏置电压以B类状态驱动所述LC谐振回路开始振荡且振荡幅度逐渐增大；所述振荡电路在所述偏置电压的幅值小于预设的第一阈值电压时进入C类状态，以及在所述偏置电压的幅值小于预设的第二阈值电压时振荡幅度停止增大；所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压；所述自适应偏置电路包括电流源、第一晶体管、第二晶体管、补偿电阻和滤波电容，所述电流源连接所述第一晶体管的输入端、所述第二晶体管的输入端和所述振荡电路，所述电流源与所述振荡电路的公共端通过所述滤波电容接地；所述第一晶体管的控制端和所述第二晶体管的控制端均连接所述振荡电路，所述第一晶体管的输出端和所述第二晶体管的输出端均通过所述补偿电阻接地。

【技术特征摘要】
1.一种射频压控振荡器，其特征在于，包括自适应偏置电路、振荡电路和LC谐振回路，所述振荡电路连接所述自适应偏置电路和所述LC谐振回路，所述自适应偏置电路用于输出偏置电压至所述振荡电路；所述振荡电路用于根据所述偏置电压以B类状态驱动所述LC谐振回路开始振荡且振荡幅度逐渐增大；所述振荡电路在所述偏置电压的幅值小于预设的第一阈值电压时进入C类状态，以及在所述偏置电压的幅值小于预设的第二阈值电压时振荡幅度停止增大；所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压；所述自适应偏置电路包括电流源、第一晶体管、第二晶体管、补偿电阻和滤波电容，所述电流源连接所述第一晶体管的输入端、所述第二晶体管的输入端和所述振荡电路，所述电流源与所述振荡电路的公共端通过所述滤波电容接地；所述第一晶体管的控制端和所述第二晶体管的控制端均连接所述振荡电路，所述第一晶体管的输出端和所述第二晶体管的输出端均通过所述补偿电阻接地。2.根据权利要求1所述的射频压控振荡器，其特征在于，所述振荡电路包括第三晶体管、第四晶体管、偏置电阻组件、第一耦合电容和第二耦合电容，所述第三晶体管的输入端连接所述LC谐振回路，所述第三晶体管的控制端通过所述偏置电阻组件连接所述第四晶体管的控制端，所述第四晶体管的输入端连接所述LC谐振回路，所述第三晶体管的输出端和所述第四晶体管的输出端均接地；所述偏置电阻组件与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春平，
申请(专利权)人：珠海市杰理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44