一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器制造技术

本发明专利技术提出一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器,包括压控振荡器电路、F23tank和切换电路，所述压控振荡器电路对称设置有两组，且两组压控振荡器电路之间通过F23tank连接，所述F23tank的两侧均设有切换电路，且切换电路与两组压控振荡器电路连接，所述切换电路与F23tank连接，且F23tank包括电感线圈D1、电容C2和变容管V

【技术实现步骤摘要】
一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器


[0001]本专利技术涉及压控振荡器
，尤其涉及一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器。

技术介绍

[0002]随着通信技术日新月异的发展，特别是近几年来汽车雷达，5G通信，物联网等技术的推演，对频率源的性能要求越来越高，VCO作为频率源的核心，其性能很大程度上决定了频率源的质量。因此高性能的VCO设计面临极大的需求与挑战。
[0003]为了提高VCO各方面的性能，科研界与工业界在一致攻克各种技术难点，提出了许多的新颖的VCO结构，1933年Groszkowski报道了这样一个研究现象：对于LC压控振荡器，其振荡频率并不会严格等于LC网络的自然谐振频率，而是会比其低一些，这是因为进入谐振腔的电流含有基次谐波和各种谐波，基波电流会通过等效电阻而谐波电流会通过电容，这样就导致谐振腔中电感存储的能量少于电容储能，为了平衡这一不等只能使谐振频率降低，因此导致实际振荡频率与天然谐振频率存在偏移；
[0004]传统的Class
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F23 VCO结构是采用F23变压器将交叉耦合对和谐振腔连起来，谐振腔谐振在基波、二次谐波、三次谐波，因此会抑制Groszkowski效应，但是变压器设计很复杂，而且需要跟单端电容和差分对电容配合才能实现，为了解决Groszkowski效应的影响，学界提出了HT
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VCO，传统的基于尾部滤波的压控振荡器的相位噪声性能良好，但是需要额外的一个电感，占用更多的芯片面积，然后学者提出一种隐式共模压控振荡器，将一次谐振腔跟二次谐振腔通过一个变压器来实现，需要设计复杂的片上变压器，并且要搭配单端电容和差分电容，而且随着频率的提高，电感的趋肤效应变的更加明显，导致其损耗更大，Q值下降，因此会导致其相位噪声恶化，因此本专利技术提出一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器，该种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器具有在不需要变压器的情况下可以同时实现波形的整形和模式的切换的优点，解决现有技术中的问题。
[0006]为实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器，包括压控振荡器电路、F23tank和切换电路，所述压控振荡器电路对称设置有两组，且两组压控振荡器电路之间通过F23tank连接，所述F23tank的两侧均设有切换电路，且切换电路与两组压控振荡器电路连接，所述切换电路与F23tank连接，且F23tank包括电感线圈D1、电容C2和变容管V
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，所述切换电路包括电容C1、开关Se和开关So，所述压控振荡器电路包括电感L1、变容管V
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、M1交叉耦合MOS管以及M2交叉耦合MOS管,所述M1交叉耦合MOS管与M2交叉耦合MOS管呈交叉耦合设置。
[0007]进一步改进在于：所述电容C2对称设有两组，且电容C2的两端分别与两组压控振荡
器电路连接，所述电感线圈D1设有四组，且四组电感线圈D1均匀分布在电容C2的两侧，且电感线圈D1与电容C2连接，两侧的所述电感线圈D1的中心抽头与接地端连接。
[0008]进一步改进在于：所述开关Se设有两组，且两组开关Se分别位于开关So的两侧，两组所述开关Se与开关So连接，且两组开关Se分别与电容C1和电容C2连接。
[0009]进一步改进在于：所述电感L1对称设有两组，且两组电感L1的中心抽头与VDD连接，两组所述电感L1的输出端分别与M2交叉耦合MOS管和M1交叉耦合MOS管的漏极连接。
[0010]进一步改进在于：所述变容管V
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对称设有两组，且两组变容管V
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呈相反设置，一组所述变容管V
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的输入端与M1交叉耦合MOS管的漏极连接，另一组所述变容管V
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的输出端与M2交叉耦合MOS管的漏极连接。
[0011]进一步改进在于：所述变容管V
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对称设有两组，且两组变容管V
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呈相反设置，一组所述变容管V
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的输入端与M1交叉耦合MOS管的源极连接，另一组所述变容管V
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的输入端与M2交叉耦合MOS管的源极连接。
[0012]进一步改进在于：当所述开关Se导通时，所述开关So断开，此时所述电容C1和电容C2两边的电压波形为共模形式，当所述开关So导通时，所述开关Se断开，此时所述电容C1和电容C2两边的电压波形为差分形式。
[0013]进一步改进在于：所述变容管V
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与电感L1形成谐振腔，且变容管V
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与电感L1并联设置，两组所述变容管V
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之间采用差分形式。
[0014]本专利技术的有益效果为：该种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器将F23tank和双模切换模式进行结合，采用双模来实现，进一步提高了谐波振荡器的调谐范围，降低了之前以变压器来实现的双模振荡器的设计复杂度，极大的拓宽了调谐范围，并且利用了整形VCO的优势，可以实现低相噪的同时，拓宽调谐范围，同时采用新型结构的F23tank，通过在F23tank平行的线圈中间开个狭槽，在不增加设计复杂性的情况下可以有效的降低高频下趋肤效应和电流聚集效应带来的损耗，从而可以提高电感的Q值，进一步降低相位噪声。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的电路结构示意图。
[0016]图2是本专利技术的F23电感结构示意图。
[0017]图3是本专利技术的F23电感Q值与传统的Q值对比示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]根据图1
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图3所示，本实施例提出了一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器，包括压控振荡器电路、F23tank和切换电路，所述压控振荡器电路对称设置有两组，分别为压控振荡器电路A1和压控振荡器电路A2，两组压控振荡器电路之间通过F23tank连接，即压控振荡器电路A1与压控振荡器电路A2之间是设有F23tank的，所述F23tank的两侧
均设有切换电路，且切换电路与两组压控振荡器电路连接，所述切换电路与F23tank连接，且F23tank包括电感线圈D1、电容C2和变容管V
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，所述切换电路包括电容C1、开关Se和开关So，所述压控振荡器电路包括电感L1、变容管V
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、M1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器，其特征在于：包括压控振荡器电路、F23tank和切换电路，所述压控振荡器电路对称设置有两组，且两组压控振荡器电路之间通过F23tank连接，所述F23tank的两侧均设有切换电路，且切换电路与两组压控振荡器电路连接，所述切换电路与F23tank连接，且F23tank包括电感线圈D1、电容C2和变容管V
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，所述切换电路包括电容C1、开关Se和开关So，所述压控振荡器电路包括电感L1、变容管V
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、M1交叉耦合MOS管以及M2交叉耦合MOS管,所述M1交叉耦合MOS管与M2交叉耦合MOS管呈交叉耦合设置。2.根据权利要求1的一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器，其特征在于：所述电容C2对称设有两组，且电容C2的两端分别与两组压控振荡器电路连接，所述电感线圈D1设有四组，且四组电感线圈D1均匀分布在电容C2的两侧，且电感线圈D1与电容C2连接，两侧的所述电感线圈D1的中心抽头与接地端连接。3.根据权利要求1的一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器，其特征在于：所述开关Se设有两组，且两组开关Se分别位于开关So的两侧，两组所述开关Se与开关So连接，且两组开关Se分别与电容C1和电容C2连接。4.根据权利要求1的一种基于F23电感的双模电压波形整形的压控振荡器，其特征在于：所述电感L1对称设有两组，且两组电感L1的中心抽头与VDD连接，两组所述电感L1的输出端分别与M2交叉耦合MOS管和M1交叉耦合MO...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，
申请(专利权)人：成都通量科技有限公司，
类型：发明
国别省市：