本发明专利技术公开了多个涉及NLTL梳状谱发生器的实施例，用来压缩输入信号的上升沿时间、下降沿时间、或者上升沿时间和下降沿时间，以使产生的输出信号包含输入信号的多个谐波。NLTL梳状谱发生器可以包括串联连接的多个段，且各段均包括串联电感、并联电容和反向并联电容以获得均衡的信号压缩。所述并联电容和反向并联电容可以是具有电压依赖性电容的变容二极管或者肖特基二极管。最终，沿着所述NLTL梳状谱发生器，输入信号的上升沿时间和下降沿时间均被压缩。对于正弦输入信号，输出信号接近于方波。这种方波输出必然会抑制所有的偶次谐波，这有利于奇次谐波信号提取或滤波。这有利于奇次谐波信号提取或滤波。这有利于奇次谐波信号提取或滤波。
【技术实现步骤摘要】
非线性传输线梳状谱发生器及其构成的倍频器
[0001]本专利技术总体上涉及梳状谱发生器，并具体涉及一种具有偶次谐波抑制的NLTL梳状谱发生器。
技术介绍
[0002]非线性传输线(NLTL)通常来说是一种电感
‑
电容(LC)梯形网络，其包括周期性加载的非线性元件，如非线性电感或者非线性电容。例如，NLTL可以是周期性加载反向偏置变容二极管或者肖特基二极管。NLTL目前已广泛地用于设备和系统应用中，包括梳状谱发生器、时域反射计(TDR)、频率合成器、倍频器、高速采样示波器、脉冲发生器，等等。
[0003]梳状谱发生器是一种信号发生器，其输出信号具有输入信号的系列谐波分量，且各个谐波分量具有显著的信号功率。这种输出信号通常包括一连串频率均匀间隔的频谱分量，使得输出信号的频谱形似梳子的梳齿。
[0004]在某些情形下，期望梳状谱发生器产生的输出信号的信号功率能够选择性地集中在某些特定谐波频率上，以便提取或过滤感兴趣的谐波。对于基于NLTL的倍增器，需要高Q带通滤波器(BPF)来抑制所需通带附近的谐波。当该基于NLTL的倍增器的输入振荡器信号具有低频F
OSC
时，选择高N次谐波将变得非常困难或极具挑战性。
[0005]因此，有必要改进NLTL梳状谱发生器来解决上述问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供了具有偶次谐波抑制的NLTL梳状谱发生器。本专利技术公开的实施例在应用时为信号滤波提供了更好的谐波分离。
[0007]本专利技术公开了多个涉及NLTL梳状谱发生器的实施例，用来压缩输入信号的上升沿时间、下降沿时间、或者上升沿时间和下降沿时间，以使产生的输出信号包含所述输入信号的多个谐波。NLTL梳状谱发生器可以包括串联连接的多个段，且各段均包括串联电感、并联电容和反向并联电容以获得均衡的信号压缩。所述串联电感可以是传输线电感或螺旋电感。所述并联电容和反向并联电容可以是具有电容大小随电压变化的变容二极管或者肖特基二极管，其电容在反向PN结电压偏置增加时降低。所述并联变容二极管的阴极耦合至对应的串联电感，而所述反向变容二极管的阳极耦合至对应的串联电感。最终，沿着所述NLTL梳状谱发生器，输入信号的上升沿时间和下降沿时间均被同时压缩。
[0008]在一个或多个实施例中，沿信号传播路径方向的多个段中的并联电容和反向并联电容的基准电容值(在零偏置电压下的电容值)逐渐降低。同样地，所述串联电感的电感值沿所述信号传播路径方向上的多个段逐渐降低。换言之，一个段中的并联电容和反向并联电容的基准电容大于沿信号传播路径方向上的下一个段中的并联电容和反向并联电容的基准电容。
[0009]当输入信号沿所述NLTL梳状谱发生器传播时受到的时间压缩越大，则其包含的高频谐波含量越高。后续的各段的串联电感、并联电容和反向并联电容可能具有更小的尺寸
和电感值/电容值以阻抗匹配所述输入信号中频率逐渐升高的谐波分量，从而使得输出信号具有更好的梳状谱频率成分。
[0010]在一个或多个实施例中，各段的并联电容和反向并联电容的基准电容值可以不同也可以相同。当各段的并联电容和反向并联电容具有相同的电容值时，可以在不增大NLTL电路尺寸的情况下，同时且对称地压缩输入信号的上升沿时间和下降沿时间，这个特性有利于电路集成。对于正弦输入信号，第N节点Cn处(位于第N个段的串联电感)的信号接近于方波。这种方波输出必然会抑制频谱中所有的偶次谐波，这有利于信号提取或滤波。
[0011]不仅如此，沿着所述信号传播路径的所有并联电容和反向并联电容可以耦合至直流偏压。NLTL梳状谱发生器可以进一步包括耦合至所述信号传播路径上的接地并联支路，以将并联电容和反向并联电容的直流偏压设置为直流接地。所述接地并联支路包括串联偏置电阻和串联偏置电感以防止沿信号传播路径传播的信号经接地并联支路泄漏至直流接地。或者，NLTL梳状谱发生器可以包括耦合至直流偏置电压Vbias的偏置并联支路，以使得并联电容和反向并联电容的直流偏压被设置为直流偏置电压Vbias，所述直流偏置电压可以是预先设定或者可调的，以用于NLTL输出信号的谐波分布调谐。
[0012]出于概括本专利技术的目的，此处已描述了本专利技术的某些方面和新的技术特征。本领域技术人员应当认识到，本专利技术中公开的多个实施例可以通过不同的排列、增强、等效、组合和改进来实现，而所有的这些方式都应落入本专利技术的保护范围内。
附图说明
[0013]附图中示出了本专利技术的示例性实施例以供参考，这些附图旨在说明而非限制本专利技术。虽然本专利技术已大致记载于实施例中，但如此做的目的不是将本专利技术的保护范围限制为所描述的实施例中的具体技术特征。
[0014]图1示出了现有技术中NLTL的等效电路；
[0015]图2描述了本专利技术一个或多个实施例中采用了NLTL的低噪声倍频器；
[0016]图3描述了本专利技术一个或多个实施例中沿NLTL的上升沿时间压缩；
[0017]图4描述了本专利技术一个或多个实施例中沿NLTL梳状谱发生器的下降沿时间压缩；
[0018]图5描述了本专利技术一个或多个实施例中沿NLTL梳状谱发生器的上升沿和下降沿时间压缩；
[0019]图6示出了本专利技术一个或多个实施例中同时压缩了上升沿和下降沿时间的NLTL梳状谱发生器的输出信号的频谱；
[0020]图7示出了本专利技术一个或多个实施例中压缩了上升沿和下降沿时间的另一种NLTL梳状谱发生器；
[0021]图8示出了本专利技术一个或多个实施例中压缩了上升沿和下降沿时间的又一种NLTL梳状谱发生器；
[0022]图9描述了本专利技术一个或多个实施例中射频谐波信号产生的过程。
[0023]本领域技术人员将认识到，根据说明书能够实施本专利技术的多种实施方式和实施例。所有这些实施方式和实施例均应包含在本专利技术的保护范围之内。
具体实施方式
[0024]在下文的描述中，为了解释本专利技术，将陈述本专利技术的具体细节以方便理解本专利技术。但即使不具备部分或者全部所述的具体细节，本专利技术亦可实施。下文所述的本专利技术的实施例可能被包含在许多不同的电气组件、电路、设备和系统中。附图的框图中所示的结构和设备用以说明本专利技术的示例性实施例，但不作为用于模糊本专利技术宽泛指导的托辞。附图中所示的元件之间的连接关系不限于直接连接。而是元件之间的连接能够通过中间组件被修改、重构或者以其他方式改变。
[0025]说明书中对“一个实施例”或“某个实施例”的引用表示与该被讨论的实施例有关的具体特征、结构、特征或功能包含在本专利技术至少一个预期的实施例中。因此，在说明书中不同位置出现的短语“在一个实施例中”并不构成对本专利技术单个实施例的多次引用。本专利文件中提及的每篇参考文献或文件通过引用整体而并入本专利。需要注意的是，本文提供的任意示例均以说明的方式进行提供，且是在特定的条件下采用特定的一个或多个实施例进行；因此，这些示例中的任何一个都不应该用来限制本专利文件所公开的范围。
[0026]NLTL现已被广泛地本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.非线性传输线梳状谱发生器，其特征在于，包括：串联连接的多个段，所述非线性传输线梳状谱发生器产生的输出信号包括输入时钟信号的多个谐波，所述多个段构成信号传播路径，且每个段包括：串联电感；并联电容，所述并联电容以第一极性耦合至所述串联电感；及反向并联电容，所述反向并联电容以与所述第一极性相反的第二极性耦合至所述串联电感，所述并联电容和所述反向并联电容具有电压依赖性电容，所述电压依赖性电容在反向偏置电压增加时降低。2.根据权利要求1所述的非线性传输线梳状谱发生器，其特征在于，所述并联电容和所述反向并联电容为变容二极管或肖特基二极管，所述并联电容的阴极耦合至所述串联电感，且所述反向并联电容的阳极耦合至所述串联电感。3.根据权利要求1所述的非线性传输线梳状谱发生器，其特征在于，每个段中的所述并联电容和所述反向并联电容具有相同的基准电容，所述基准电容为零偏置电压下的电容。4.根据权利要求3所述的非线性传输线梳状谱发生器，其特征在于，沿所述信号传播路径，一个段中并联电容和反向并联电容的基准电容大于下一个段中并联电容和反向并联电容的基准电容。5.根据权利要求1所述的非线性传输线梳状谱发生器，其特征在于，还包括：接地并联支路，所述接地并联支路耦合至所述信号传播路径，接地并联支路包括串联偏置电阻和串联偏置电感。6.根据权利要求1所述的非线性传输线梳状谱发生器，其特征在于，还包括：偏置并联支路，所述偏置并联支路耦合在直流偏压和所述信号传播路径之间，所述偏置并联支路包括串联偏置电阻、串联偏置电感和并联偏置电容。7.根据权利要求6所述的非线性传输线梳状谱发生器，其特征在于，所述直流偏压具有固定的或者可调节的电压。8.根据权利要求1所述的非线性传输线梳状谱发生器，其特征在于，还包括：输入电容，所述输入电容串联耦合至所述信号传播路径以用于输入的直流阻隔；及输出电容，所述输出电容串联耦合至所述信号传播路径以用于输出的直流阻隔及输出阻抗匹配。9.一种倍频器，其特征在于，包括：振荡器，用于输出具有时钟频率的时钟信号；非线性传输线梳状谱发...
【专利技术属性】
技术研发人员：章策珉，
申请(专利权)人：成都仕芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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