【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于射频集成电路，具体涉及一种可变倍频比的宽带注入锁定倍频器。
技术介绍
1、注入锁定倍频器将振荡器的输出信号倍频，产生高频输出，是锁相环和无线通讯中重要的部件。传统注入锁定倍频器带宽较窄，且难以实现可变倍频比，限制了其应用。可变倍频比的宽带注入锁定倍频器能够满足不同倍频比的使用场景，具有更好的普适性。
2、目前提升带宽的方法主要有降低lc谐振腔的品质因素q值和增大注入器的尺寸，但是降低lc谐振腔的品质因素q值会使功耗变大；而通过增大注入器的尺寸来提升高次谐波的注入效率会导致工作频率下降。此外，当前实现可变倍频比的方法主要是通过多个d触发器和分频器级联，然后通过数据选择器选出需要的分频比信号，该方法电路较为复杂，版图面积大且功耗高。
3、因此，如何扩展注入锁定倍频器的带宽并同时实现可变倍频比，成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，包括第一极性可配置谐波发生器、第二极性可配置谐波发生器、第一注入器、第二注入器和注入锁定振荡器；
2、所述第一极性可配置谐波发生器和所述第一注入器设置在所述注入锁定振荡器的其中一侧，且所述第一极性可配置谐波发生器与所述注入锁定振荡器通过所述第一注入器连接；所述第二极性可配置谐波发生器和所述第二注入器设置在所述注入锁定振荡器的另一侧，且所述第二极性可配置谐波发生器与所述注入锁定振荡器通过所述第二注入器连接；
3、所述第一极性
4、所述注入锁定振荡器用于锁定所述极性可配置谐波发生器产生的谐波；
5、基波信号输入所述第一极性可配置谐波发生器和所述第二极性可配置谐波发生器产生谐波分量，通过控制所述第一极性可配置谐波发生器和所述第二极性可配置谐波发生器中变压器的耦合极性实现奇次或偶次谐波的放大，然后经所述注入器注入到所述注入锁定振荡器，实现可变倍频比倍频。
6、进一步地，所述第一极性可配置谐波发生器包括第一变压器网络和第一信号输入网络；所述第二极性可配置谐波发生器包括第二变压器网络和第二信号输入网络；所述第一变压器网络的一端连接所述第一信号输入网络，所述第一变压器网络的另一端连接所述第一注入器；所述第二变压器网络的一端连接所述第二信号输入网络，所述第二变压器网络的另一端连接所述第二注入器。
7、进一步地，所述第一变压器网络包括第一耦合电感、第二耦合电感、第三耦合电感、第四耦合电感、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关；所述第一耦合电感的一端、所述第四耦合电感的一端分别连接电源；所述第一耦合电感的另一端、所述第四耦合电感的另一端分别连接所述第一信号输入网络；所述第二耦合电感的一端连接所述第一开关的一端和所述第四开关的一端，所述第二耦合电感的另一端连接所述第三开关的一端和所述第二开关的一端，所述第三耦合电感的一端连接所述第六开关的一端和所述第七开关的一端，所述第三耦合电感的另一端连接所述第五开关的一端和所述第八开关的一端；所述第一开关的另一端、所述第二开关的另一端、所述第五开关的另一端、所述第六开关的另一端连接所述第一注入器；所述第三开关的另一端、所述第四开关的另一端、所述第七开关的另一端、所述第八开关的另一端分别接地；
8、所述第二变压器网络包括第五耦合电感、第六耦合电感、第七耦合电感、第八耦合电感、第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关、第十三开关、第十四开关、第十五开关、第十六开关；所述第五耦合电感的一端、所述第八耦合电感的一端分别连接电源；所述第五耦合电感的另一端、所述第八耦合电感的另一端分别连接所述第二信号输入网络；所述第六耦合电感的一端连接所述第九开关的一端和所述第十二开关的一端，所述第六耦合电感的另一端连接所述第十开关的一端和所述第十一开关的一端，所述第七耦合电感的一端连接所述第十四开关的一端和所述第十五开关的一端，所述第七耦合电感的另一端连接所述第十三开关的一端和所述第十六开关的一端；所述第九开关的另一端、所述第十开关的另一端、所述第十三开关的另一端、所述第十四开关的另一端连接所述第二注入器；所述第十一开关的另一端、所述第十二开关的另一端、所述第十五开关的另一端、所述第十六开关的另一端分别接地。
9、进一步地，当所述第一变压器网络和所述第二变压器网络正向耦合，相反的奇次谐波相互抵消，相同的偶次谐波相互叠加，使所述第一极性可配置谐波发生器和所述第二极性可配置谐波发生器均产生二次谐波，实现二倍频比倍频；
10、当所述第一变压器网络和所述第二变压器网络反向耦合，相同的偶次谐波相互抵消，相反的奇次谐波相互叠加，使所述第一极性可配置谐波发生器和所述第二极性可配置谐波发生器均产生三次谐波，实现三倍频比倍频。
11、进一步地，所述第一信号输入网络包括第一nmos晶体管、第二nmos晶体管、第一电容、第二电容、第五电容、第一电阻、第二电阻；所述第一nmos晶体管的源极、所述第二nmos晶体管的源极分别接地；所述第一nmos晶体管的栅极与偏置电压之间连接所述第一电阻，所述第二nmos晶体管的栅极与偏置电压之间连接所述第二电阻；所述第一nmos晶体管的栅极与基波信号的正极输入端之间连接所述第一电容，所述第二nmos晶体管的栅极与基波信号的负极输入端之间连接所述第二电容；所述第一nmos晶体管的漏极与所述第二nmos晶体管的漏极之间连接所述第五电容和所述第一变压器网络的一端；
12、所述第二信号输入网络包括第三nmos晶体管、第四nmos晶体管、第三电容、第四电容、第六电容、第三电阻、第四电阻；所述第三nmos晶体管的源极、所述第四nmos晶体管的源极分别接地；所述第四nmos晶体管的栅极与偏置电压之间连接所述第四电阻；所述第三nmos晶体管的栅极与基波信号的正极输入端之间连接所述第三电容，所述第四nmos晶体管的栅极与基波信号的负极输入端之间连接所述第四电容；所述第三nmos晶体管的漏极与所述第四nmos晶体管的漏极之间连接所述第六电容和所述第二变压器网络的一端。
13、进一步地，所述第一注入器包括第五nmos晶体管、第七电容和第五电阻；所述第二注入器包括第六nmos晶体管、第八电容和第六电阻；
14、所述第五nmos晶体管的源极和所述第六nmos晶体管的源极分别接地；所述第五nmos晶体管的漏极连接所述注入锁定振荡器的一端，所述第六nmos晶体管的漏极分别连接所述注入锁定振荡器的另一端；所述第五nmos晶体管的栅极与偏置电压之间连接所述第五电阻，所述第六nmos晶体管的栅极与偏置电压之间连接所述第六电阻，所述第五nmos晶体管的栅极与所述第一极性可配置谐波发生器之间连接所述第七电容，所述第六nmos晶体管的栅极与所述第二极性可配置谐波发生器之间连接所述第八电容。
15、进一步地，所述注入锁定振荡器包括谐振网络、第七本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，包括第一极性可配置谐波发生器、第二极性可配置谐波发生器、第一注入器、第二注入器和注入锁定振荡器；
2.根据权利要求1所述的可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，所述第一极性可配置谐波发生器包括第一变压器网络和第一信号输入网络；所述第二极性可配置谐波发生器包括第二变压器网络和第二信号输入网络；所述第一变压器网络的一端连接所述第一信号输入网络，所述第一变压器网络的另一端连接所述第一注入器；所述第二变压器网络的一端连接所述第二信号输入网络，所述第二变压器网络的另一端连接所述第二注入器。
3.根据权利要求2所述的可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，所述第一变压器网络包括第一耦合电感、第二耦合电感、第三耦合电感、第四耦合电感、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关；所述第一耦合电感的一端、所述第四耦合电感的一端分别连接电源；所述第一耦合电感的另一端、所述第四耦合电感的另一端分别连接所述第一信号输入网络；所述第二耦合电感的一端连接所述第一开关的一端和所述第四开关的
4.根据权利要求3所述的可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，当所述第一变压器网络和所述第二变压器网络正向耦合，相反的奇次谐波相互抵消，相同的偶次谐波相互叠加，使所述第一极性可配置谐波发生器和所述第二极性可配置谐波发生器均产生二次谐波，实现二倍频比倍频；
5.根据权利要求2所述的可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，所述第一信号输入网络包括第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、第一电容、第二电容、第五电容、第一电阻、第二电阻；所述第一NMOS晶体管的源极、所述第二NMOS晶体管的源极分别接地；所述第一NMOS晶体管的栅极与偏置电压之间连接所述第一电阻，所述第二NMOS晶体管的栅极与偏置电压之间连接所述第二电阻；所述第一NMOS晶体管的栅极与基波信号的正极输入端之间连接所述第一电容，所述第二NMOS晶体管的栅极与基波信号的负极输入端之间连接所述第二电容；所述第一NMOS晶体管的漏极与所述第二NMOS晶体管的漏极之间连接所述第五电容和所述第一变压器网络的一端；
6.根据权利要求1所述的可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，所述第一注入器包括第五NMOS晶体管、第七电容和第五电阻；所述第二注入器包括第六NMOS晶体管、第八电容和第六电阻；
7.根据权利要求1所述的可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，所述注入锁定振荡器包括谐振网络、第七NMOS晶体管、第八NMOS晶体管、第九NMOS晶体管、第十NMOS晶体管、第九电容；
8.根据权利要求7所述的可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，所述谐振网络包括第九耦合电感、第十耦合电感、第十一耦合电感、第十二耦合电感、第十电容、第十一电容、第十二电容；
...【技术特征摘要】
1.一种可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，包括第一极性可配置谐波发生器、第二极性可配置谐波发生器、第一注入器、第二注入器和注入锁定振荡器；
2.根据权利要求1所述的可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，所述第一极性可配置谐波发生器包括第一变压器网络和第一信号输入网络；所述第二极性可配置谐波发生器包括第二变压器网络和第二信号输入网络；所述第一变压器网络的一端连接所述第一信号输入网络，所述第一变压器网络的另一端连接所述第一注入器；所述第二变压器网络的一端连接所述第二信号输入网络，所述第二变压器网络的另一端连接所述第二注入器。
3.根据权利要求2所述的可变倍频比的宽带注入锁定倍频器，其特征在于，所述第一变压器网络包括第一耦合电感、第二耦合电感、第三耦合电感、第四耦合电感、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关；所述第一耦合电感的一端、所述第四耦合电感的一端分别连接电源；所述第一耦合电感的另一端、所述第四耦合电感的另一端分别连接所述第一信号输入网络；所述第二耦合电感的一端连接所述第一开关的一端和所述第四开关的一端，所述第二耦合电感的另一端连接所述第三开关的一端和所述第二开关的一端，所述第三耦合电感的一端连接所述第六开关的一端和所述第七开关的一端，所述第三耦合电感的另一端连接所述第五开关的一端和所述第八开关的一端；所述第一开关的另一端、所述第二开关的另一端、所述第五开关的另一端、所述第六开关的另一端连接所述第一注入器；所述第三开关的另一端、所述第四开关的另一端、所述第七开关的另一端、所述第八开关的另一端分别接地；
4.根据权利要求3所述的可变倍频比的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李臻，赵晓冬，张洵颖，崔媛媛，张海金，杨帆，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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