一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器制造技术

本发明专利技术公开了一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器，包括压控振荡器本体，压控振荡器本体包括一第1电路、一第2电路、一变容二极管数组电路、一高质量电感器、一偏置控制电路、一第2偏置电路，以及一反馈电路，第1电路及第2电路被组态成一组交叉耦合互补对，反馈电路被耦合至交叉耦合互补对；反馈电路包括一比较电路，比较电路包括一第1差动输入、一第2差动输入、一第3差动输入、一第4差动输入、一第1输出节点及一第2输出节点。本发明专利技术压控振荡器实现了在制程、电压以及温度变化下的启动功能，并为物联网系统单芯片的射频收发器架构提供极低的功耗，压控振荡器可达成比环形振荡器VCO组态更低的相位噪声。

A Dynamic Adjustment Voltage Controlled Oscillator with Low Power Consumption and Low Phase Noise

The invention discloses a dynamic adjustable low power low phase noise voltage controlled oscillator, which comprises a voltage controlled oscillator body. The voltage controlled oscillator body comprises a first circuit, a second circuit, a varactor array circuit, a high quality inductor, a bias control circuit, a second bias circuit and a feedback circuit. The first circuit and the second circuit are configured as a set of cross-coupling. In conjunction with complementary pairs, the feedback circuit is coupled to cross-coupled complementary pairs; the feedback circuit includes a comparison circuit, which includes a first differential input, a second differential input, a third differential input, a fourth differential input, a first output node and a second output node. The voltage controlled oscillator realizes the start-up function under the change of process, voltage and temperature, and provides extremely low power consumption for the single chip RF transceiver architecture of the Internet of Things system. The voltage controlled oscillator can achieve lower phase noise than the ring oscillator VCO configuration.

【技术实现步骤摘要】
一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器
本专利技术属于无线系统压控振荡器
，具体涉及一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器。
技术介绍
无线系统越来越侧重于其功耗能力的表现。低功耗无线系统备受青睐，因为这通常直接意味无线装置具有较长的电池寿命或者无线系统的整体功耗具有较佳的表现。压控振荡器(VCOs)也不例外。用以评估压控振荡器的指标包括功耗以及相位噪声。压控振荡器十分需要低功耗及低相位噪声，物联网系统则需求更高，其中，压控振荡器被动态调整以因应运作时所产生的制程、电压以及温度变异。综合以上所述，此项领域有必要提供具有低功耗及低相位噪声的压控振荡器以供物联网装置及系统单芯片使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器，包括压控振荡器本体，所述压控振荡器本体包括一第1电路、一第2电路、一变容二极管数组电路、一高质量电感器、一偏置控制电路、一第2偏置电路，以及一反馈电路，所述第1电路及所述第2电路被组态成一组交叉耦合互补对，反馈电路被耦合至交叉耦合互补对。作为本专利技术的一种优选技术方案，第1电路为一第一交叉耦合场效晶体管，且第一交叉耦合场效晶体管为一p型金属氧化物半导体交叉耦合FET。作为本专利技术的一种优选技术方案，第2电路为一第二交叉耦合场效晶体管，且第二交叉耦合场效晶体管为一n型金属氧化物半导体交叉耦合FET。作为本专利技术的一种优选技术方案，偏置控制电路被耦合至所述第1电路及所述第2电路，且偏置控制电路被组态以提供一偏置供应给第2电路。作为本专利技术的一种优选技术方案，偏置控制电路包括一交流电耦合电容偏置电路。作为本专利技术的一种优选技术方案，第2偏置电路被耦合至所述第1电路并被组态以提供一偏置供应给第1电路。作为本专利技术的一种优选技术方案，第2偏置电路为一偏置尾电流源电路。作为本专利技术的一种优选技术方案，变容二极管数组电路被耦合至交叉耦合互补对。作为本专利技术的一种优选技术方案，高质量电感器被耦合至交叉耦合互补对。作为本专利技术的一种优选技术方案，反馈电路经由高质量电感器被耦合至交叉耦合互补对。作为本专利技术的一种优选技术方案，反馈电路包括一比较电路，比较电路包括一第1差动输入、一第2差动输入、一第3差动输入、一第4差动输入、一第1输出节点及一第2输出节点，比较电路为一运算放大器比较电路，比较电路包括一对比较器(Comp1及Comp2)，Comp1包括一第1差动输入(+)、一第2差动输入(-)以及一第1输出节点，其中Comp2包括一第3差动输入(+)、一第4差动输入(-)以及一第2输出节点，参考发生器电路221被耦合至第2差动输入(ref1)及第3差动输入(ref2)。作为本专利技术的一种优选技术方案，第2电路被组态成class-C模式。本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术实现了物联网系统单芯片的压控振荡器，在一或多个层面上，压控振荡器实现了在制程、电压以及温度变化下的启动功能，并为物联网系统单芯片的射频收发器架构提供极低的功耗。就本技术言之，以相仿的面积大小来说，压控振荡器可达成比环形振荡器VCO组态更低的相位噪声。偏置控制电路调整该压控振荡器电路的偏置电压以提供控制压控振荡器电路之整体增益。通过控制压控振荡器之整体增益可以动态控制压控振荡器电路，并以根据压控振荡器电路温度、电压、及制程的改变所产生的变化调整其增益值。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例1压控振荡器的示范方块图；图2为本专利技术实施例2反馈电路控制子系统的示范方块图；图3为本专利技术压控振荡器操作程序的第一流程图；图4为本专利技术压控振荡器操作程序的第二流程图；图5为本专利技术实施例3电子系统示例图。图中标号：100、压控振荡器本体；111、第1电路；112、第2电路；113、变容二极管数组电路；114、高质量电感器；115、偏置控制电路；116、第2偏置电路；120、反馈电路；124、第2滤波电路；200、反馈控制子系统；221、参考发生器电路；222、比较电路；223、偏移电流源；225、第1滤波电路；226、交换器；500、电子系统；510、处理器；516、网络接口；522、单芯片装置；526、显示控制器；528、显示器；530、输入设备；532、内存；534、编译码器；536、扬声器；538、麦克风；540、无线控制器；542、天线；544、电源供应器；546、相机；550、收发器；554、指令；556、数据；560、前端接口；590、相机控制器。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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专利技术中的具体含义。以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：如图1所示，本专利技术提供一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器，包括压控振荡器本体100，压控振荡器本体100包括一第1电路111、一第2电路112、一变容二极管数组电路113、一高质量电感器114、一偏置控制电路115、一第2偏置电路116，以及一反馈电路120，第1电路111及第2电路112被组态成一组交叉耦合互补对，反馈电路120被耦合至交叉耦合互补对；第1电路111为一第一交叉耦合场效晶体管，且第一交叉耦合场效晶体管为一p型金属氧化物半导体交叉耦合FET；第2电路112为一第二交叉耦合场效晶体管，且第二交叉耦合场效晶体管为一n型金属氧化物半导体交叉耦合FET；偏置控制电路115被耦合至第1电路111及第2电路112，且偏置控制电路115被组态以提供一偏置供应给第2电路112，偏置控制电路115包括一交流电耦合电容偏置电路；第2偏置电路116被耦合至第1电路111并被组态以提供一偏置供应给第1电路111，第2偏置电路116为一偏置尾电流源电路；变容二极管数组电路113被耦合至交叉耦合互补对；高质量电感器114被耦合至交叉耦合互补对，反馈电路120经由高质量电感器114被耦合至交叉耦合互补对。在某些层面上，压控振荡器100利用一互补式交叉耦合组态来降低VCO启动条件的电流。互补式交叉耦合组态包括第一交叉耦合场效晶体管组态111、第二交叉耦合场效晶体管组态112、变容二极管数组电路113，以及高质量电感器114。第一交叉耦合场效晶体管组态111可为一组p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管(M1-M2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器，其特征在于，包括压控振荡器本体(100)，所述压控振荡器本体(100)包括一第1电路(111)、 一第2电路(112)，以及一反馈电路(120)，所述第1电路(111)及所述第2电路(112)被组态成一组交叉耦合互补对，所述反馈电路(120)被耦合至交叉耦合互补对；所述第2电路(112)为一第二交叉耦合场效晶体管，且第二交叉耦合场效晶体管为一n型金属氧化物半导体交叉耦合 FET；所述反馈电路(120)包括：一比较电路(222)，所述比较电路(222)包括一第1差动输入、一第2差动输入、一第3差动输入、一第4差动输入、一第1 输出节点及一第2输出节点，且比较电路(222)为一运算放大器比较电路；一耦合至所述第2差动输入及所述第3差动输入的参考发生器电路(221)；一包括一输入节点及一第3输出节点的第1滤波电路(225)，所述输入节点被耦合至所述高质量电感器(114)，且所述第3输出节点被耦合至所述第1差动输入及所述第4差动输入；一组交换器(226)，所述交换器(226)包括一连接至所述第1输出节点的第1交换器以及一连接至所述第2输出节点的第2交换器；一耦合至所述第1交换器及所述第2交换器的偏移电流源(223)；以及一耦合至所述第1输出节点及第2输出节点的第2滤波电路(124)。...

【技术特征摘要】
1.一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器，其特征在于，包括压控振荡器本体(100)，所述压控振荡器本体(100)包括一第1电路(111)、一第2电路(112)，以及一反馈电路(120)，所述第1电路(111)及所述第2电路(112)被组态成一组交叉耦合互补对，所述反馈电路(120)被耦合至交叉耦合互补对；所述第2电路(112)为一第二交叉耦合场效晶体管，且第二交叉耦合场效晶体管为一n型金属氧化物半导体交叉耦合FET；所述反馈电路(120)包括：一比较电路(222)，所述比较电路(222)包括一第1差动输入、一第2差动输入、一第3差动输入、一第4差动输入、一第1输出节点及一第2输出节点，且比较电路(222)为一运算放大器比较电路；一耦合至所述第2差动输入及所述第3差动输入的参考发生器电路(221)；一包括一输入节点及一第3输出节点的第1滤波电路(225)，所述输入节点被耦合至所述高质量电感器(114)，且所述第3输出节点被耦合至所述第1差动输入及所述第4差动输入；一组交换器(226)，所述交换器(226)包括一连接至所述第1输出节点的第1交换器以及一连接至所述第2输出节点的第2交换器；一耦合至所述第1交换器及所述第2交换器的偏移电流源(223)；以及一耦合至所述第1输出节点及第2输出节点的第2滤波电路(124)。2.如权利要求1所述的一种动态调整型低功耗低相位噪声压控振荡器，其特征在于，所述第1电路(111)为一第一交叉耦合场效晶体管，且第一交叉耦合场效晶体管为一p型金属氧化物半导体交叉耦合FET。3.如权利要求1所述的一种动态调整型低功耗低相位噪声...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗强，
申请(专利权)人：深圳旺凌科技有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：上海,31