一种混合B/C类低噪声压控振荡器制造技术

技术编号:22756573 阅读:33 留言:0更新日期:2019-12-07 04:37
本发明专利技术公开了一种混合B/C类低噪声压控振荡器,包括:自开关电流源电路,在初始工作时,自开关电流源电路中的电流源处于开启的状态,为压控振荡器提供起振电流;尾电流整形压控振荡器电路,该电路的尾电流源电流随着电路振荡增大,其电流被比例镜像到自开关电流源电路,并最终关断起振电流;所述尾电流整形压控振荡电路包括尾电流整形电路,用于提供近似脉冲的尾电流,将谐振电路产生的振荡信号反馈到尾电流源使尾电流波形与输出电压波形同步。本发明专利技术将谐振电路产生的振荡信号反馈到尾电流源使尾电流波形与输出电压波形同步,提供近似脉冲的尾电流,使在对噪声电流敏感度低的时刻注入更多电流减小相位噪声。

A hybrid B / C class low noise VCO

The invention discloses a hybrid B / C type low-noise VCO, which comprises: a self switch current source circuit, in the initial operation, the current source in the self switch current source circuit is in the open state, providing a starting current for the VCO; a tail current shaping VCO circuit, the tail current source current of the circuit increases with the circuit oscillation, and its current is mirrored to the self in proportion Switch on and off the current source circuit, and finally turn off the starting current; the tail current shaping voltage controlled oscillation circuit includes a tail current shaping circuit, which is used to provide the tail current of approximate pulse, and feed back the oscillation signal generated by the resonance circuit to the tail current source, so that the tail current waveform and the output voltage waveform are synchronized. The invention feeds back the oscillation signal generated by the resonance circuit to the tail current source to synchronize the tail current waveform with the output voltage waveform, provides the tail current of the approximate pulse, and injects more current to reduce the phase noise when the noise current sensitivity is low.

【技术实现步骤摘要】
一种混合B/C类低噪声压控振荡器
本专利技术涉及集成电路领域,特别涉及一种混合B/C类低噪声压控振荡器。
技术介绍
压控振荡器是射频收发器的主要组成部分,其性能直接影响信号发射和接收的准确性,而相位噪声是决定压控振荡器性能的关键参数。随着电路的工作频率越来越高以及器件尺寸的越来越小,相对应的振荡器的噪声性能越来越差。在一个收发系统中,当振荡器输出信号存在相位噪声,频谱将会呈现裙带状,不再是理想的冲击函数,干扰信号将会随信号被下变频到低频带,对想要的通道信号产生干扰。因此,对于通信质量要求比较严格的系统,低噪声压控振荡器设计显得格外的必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种混合B/C类低噪声压控振荡器,此压控振荡器将谐振电路产生的振荡信号反馈到尾电流源使尾电流波形与输出电压波形同步,提供近似脉冲的尾电流,使在对噪声电流敏感度低的时刻注入更多电流减小相位噪声。本专利技术的第一个目的通过以下的技术方案实现:一种混合B/C类低噪声压控振荡器,包括:自开关电流源电路,在初始工作时,自开关电流源电路中的电流源处于开启的状态,为压控振荡器提供起振电流;尾电流整形压控振荡器电路,该电路的尾电流源电流随着电路振荡增大,其电流被比例镜像到自开关电流源电路,并最终关断起振电流;所述尾电流整形压控振荡电路包括:谐振电路,为电感电容式谐振电路,决定谐振频率;交叉耦合晶体管对,用于提供负阻,以抵消由谐振腔产生的阻抗;尾电流整形电路,用于提供近似脉冲的尾电流,将谐振电路产生的振荡信号反馈到尾电流源使尾电流波形与输出电压波形同步;从而在对相位噪声敏感度低的时候注入更多电流,减少噪声向输出相位噪声转化;所述尾电流整形电路具体包括:第三NMOS管M3,M3的栅极与自开关电流源电路相连,M3的漏极与交叉耦合晶体管对相连,M3的源极与地相连;第四NMOS管M4,M4的栅极与自开关电流源电路相连,M4的漏极与交叉耦合晶体管对相连,M4的源极与地相连;第一电阻R1,R1的一端接M3的栅极,另一端接偏置电压Vb;第二电阻R2,R2的一端接M4的栅极,另一端接Vb;第三电容C3,C3的一端接输出端口Vouta,另一端接第三NMOS管M3的栅极;第四电容C4,C4的一端接输出端口Voutb,另一端接第四NMOS管M4的栅极。优选的,所述偏置电压Vb低于M3和M4的阈值电压,以减小电流导通角,进而减小噪声调制函数的占空比。所述自开关电流源电路包括:动态开关电路,用于通过镜像尾电流整形压控振荡器电路中尾电流源的电流,获得动态偏置电压;起振电流源电路,用于根据动态偏置电压的高低决定起振电流源的开关;所述动态开关电路具体包括:第五PMOS管M5,M5的栅极与其漏极相连,M5的漏极与起振电流源电路相连,M5的源极与电源电压相连;第七NMOS管M7,M7的栅极与M4的栅极相连,M7的漏极与起振电流源电路相连,M7的源极与地相连;第八NMOS管M8,M8的栅极与M3的栅极相连,M8的漏极与起振电流源电路相连,M8的源极与地相连;第五电容C5,C5的一端接M7和M8的漏极,另一端接地;采用自开关电流源电路实现工作模式的转换,具有快速稳定振荡的特点,并且在稳定振荡后关断起振电流源,减少自开关尾电流源电路中的噪声贡献。更进一步的,所述起振电流源电路具体包括:第六NMOS管M6,M6的栅极与M7和M8的漏极相连,M6的漏极与交叉耦合晶体管对相连,M6的源极与地相连。更进一步的,所述M5的电流大小与M7、M8的电流比较,并通过C5充放电提供动态电压以此来控制M6的开关。优选的,所述谐振电路具体包括:第一电容C1,C1一端接调谐电压Vtune,另一端接第一输出端口Vouta;第二电容C2,C2一端接调谐电压Vtune,另一端接第二输出端口Voutb;第一电感L1,L1的一端接电源电压,另一端接C1;第二电感L2,L2的一端接电源电压,另一端接C2。更进一步的,所述C1、C2为可变电容,当输入调谐电压Vtune改变时,C1、C2随之变化,因而改变振荡频率;Vouta、Voutb分别接谐振电路两端,是振荡器的输出。更进一步的,所述交叉耦合晶体管对具体包括:第一NMOS管M1,M1的栅极与第二输出端口Voutb相连,M1的漏极与Vouta相连,M1的源极与M2的源极相连;第二NMOS管M2,M2的栅极与第一输出端口Vouta相连,M2的漏极与Voutb相连,M2的源极与M1的源极相连。优选的,所述混合B/C类低噪声压控振荡器,包括:自开关电流源电路,在初始工作时,自开关电流源电路中的电流源处于开启的状态,为压控振荡器提供起振电流;尾电流整形压控振荡器电路,该电路的尾电流源电流随着电路振荡增大,其电流被比例镜像到自开关电流源电路,并最终关断起振电流;所述尾电流整形压控振荡器电路包括:谐振电路,为电感电容式谐振电路,决定谐振频率;交叉耦合晶体管对,用于提供负阻,以抵消由谐振腔产生的阻抗;尾电流整形电路,用于提供近似脉冲的尾电流,将谐振电路产生的振荡信号反馈到尾电流源使尾电流波形与输出电压波形同步;所述谐振电路具体包括:第一电容C1,C1一端接调谐电压Vtune,另一端接第一输出端口Vouta;第二电容C2,C2一端接调谐电压Vtune,另一端接第二输出端口Voutb;第一电感L1,L1的一端接电源电压,另一端接C1;第二电感L2,L2的一端接电源电压,另一端接C2;所述C1、C2为可变电容,当输入调谐电压Vtune改变时,C1、C2随之变化,因而改变振荡频率;Vouta、Voutb分别接谐振电路两端,是振荡器的输出;所述交叉耦合晶体管具体包括:第一NMOS管M1,M1的栅极与Voutb相连,M1的漏极与Vouta相连,M1的源极与第二NMOS管M2的源极相连;第二NMOS管M2,M2的栅极与Vouta相连,M2的漏极与Voutb相连,M2的源极与M1的源极相连;所述尾电流整形电路具体包括:第三NMOS管M3,M3的栅极与第八NMOS管M8的栅极相连,M3的漏极与M1的源极相连,其源极与地相连;第四NMOS管M4,M4的栅极与第七NMOS管M7的栅极相连,M4的漏极与M2的源极相连,M4的源极与地相连;第一电阻R1,R1的一端接,M3的栅极,另一端接偏置电压Vb;第二电阻R2,R2的一端接M4的栅极,另一端接Vb;第三电容C3,C3的一端接Vouta,另一端接M3的栅极;第四电容C4,C4的一端接Voutb,另一端接M4的栅极;所述偏置电压Vb低于M3和M4的阈值电压;所述自开关电流源电路包括:动态开关电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合B/C类低噪声压控振荡器,其特征在于,包括:/n自开关电流源电路,在初始工作时,自开关电流源电路中的电流源处于开启的状态,为压控振荡器提供起振电流;/n尾电流整形压控振荡器电路,该电路的尾电流源电流随着电路振荡增大,其电流被比例镜像到自开关电流源电路,并最终关断起振电流;/n所述尾电流整形压控振荡电路包括:/n谐振电路,为电感电容式谐振电路,决定谐振频率;/n交叉耦合晶体管对,用于提供负阻,以抵消由谐振腔产生的阻抗;/n尾电流整形电路,用于提供近似脉冲的尾电流,将谐振电路产生的振荡信号反馈到尾电流源使尾电流波形与输出电压波形同步;/n所述尾电流整形电路具体包括:/n第三NMOS管M3,M3的栅极与自开关电流源电路相连,M3的漏极与交叉耦合晶体管对相连,M3的源极与地相连;/n第四NMOS管M4,M4的栅极与自开关电流源电路相连,M4的漏极与交叉耦合晶体管对相连,M4的源极与地相连;/n第一电阻R1,R1的一端接M3的栅极,另一端接偏置电压V

【技术特征摘要】
1.一种混合B/C类低噪声压控振荡器,其特征在于,包括:
自开关电流源电路,在初始工作时,自开关电流源电路中的电流源处于开启的状态,为压控振荡器提供起振电流;
尾电流整形压控振荡器电路,该电路的尾电流源电流随着电路振荡增大,其电流被比例镜像到自开关电流源电路,并最终关断起振电流;
所述尾电流整形压控振荡电路包括:
谐振电路,为电感电容式谐振电路,决定谐振频率;
交叉耦合晶体管对,用于提供负阻,以抵消由谐振腔产生的阻抗;
尾电流整形电路,用于提供近似脉冲的尾电流,将谐振电路产生的振荡信号反馈到尾电流源使尾电流波形与输出电压波形同步;
所述尾电流整形电路具体包括:
第三NMOS管M3,M3的栅极与自开关电流源电路相连,M3的漏极与交叉耦合晶体管对相连,M3的源极与地相连;
第四NMOS管M4,M4的栅极与自开关电流源电路相连,M4的漏极与交叉耦合晶体管对相连,M4的源极与地相连;
第一电阻R1,R1的一端接M3的栅极,另一端接偏置电压Vb;
第二电阻R2,R2的一端接M4的栅极,另一端接Vb;
第三电容C3,C3的一端接输出端口Vouta,另一端接第三NMOS管M3的栅极;
第四电容C4,C4的一端接输出端口Voutb,另一端接第四NMOS管M4的栅极。


2.根据权利要求1所述的一种混合B/C类低噪声压控振荡器,其特征在于,所述Vb低于M3和M4的阈值电压;
所述自开关电流源电路包括:
动态开关电路,用于通过镜像尾电流整形压控振荡器电路中尾电流源的电流,获得动态偏置电压;
起振电流源电路,用于根据动态偏置电压的高低决定起振电流源的开关;
所述动态开关电路具体包括:
第五PMOS管M5,M5的栅极与其漏极相连,M5的漏极与起振电流源电路相连,M5的源极与电源电压相连;
第七NMOS管M7,M7的栅极与M4的栅极相连,M7的漏极与起振电流源电路相连,M7的源极与地相连;
第八NMOS管M8,M8的栅极与M3的栅极相连,M8的漏极与起振电流源电路相连,M8的源极与地相连;
第五电容C5,C5的一端接M7和M8的漏极,另一端接地。


3.根据权利要求2所述的一种混合B/C类低噪声压控振荡器,其特征在于,所述起振电流源电路具体包括:
第六NMOS管M6,M6的栅极与M7和M8的漏极相连,M6的漏极与交叉耦合晶体管对相连,M6的源极与地相连。


4.根据权利要求3所述的一种混合B/C类低噪声压控振荡器,其特征在于:所述M5的电流大小与M7、M8的电流比较,并通过C5充放电提供动态电压以此来控制M6的开关。


5.根据权利要求1所述的一种混合B/C类低噪声压控振荡器,其特征在于,所述谐振电路具体包括:
第一电容C1,C1一端接调谐电压Vtune,另一端接第一输出端口Vouta;
第二电容C2,C2一端接调谐电压Vtune,另一端接第二输出端口Voutb;
第一电感L1,L1的一端接电源电压,另一端接C1;
第二电感L2,L2的一端接电源电压,另一端接C2。


6.根据权利要求5所述的一种混合B/C类低噪声压控振荡器,其特征在于,所述C1、C2为可变电容,当输入调谐电压Vtune改变时,C1、C2随之变化,因而改变振荡频率;Vouta、Voutb分别接谐振电路两端,是振荡器的输出。


7.根据权利要求5所述的一种混合B/C类低噪声压控振荡器,其特征在于,所述交叉耦合晶体管对具体包...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚若河刘爽王立姣
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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