宽带温度补偿谐振器和宽带VCO制造技术

VCO的谐振器包括与电感并联的微调主变容管电路、辅助变容管电路、以及粗调电容器组电路。该主变容管电路包括多个可分开地禁用的电路部分。在每个电路部分内有复用电路，该复用电路将微调控制信号（FTAVCS）或温度补偿控制信号（TCAVCS）中可选择的一个供应至该电路部分内的变容管控制节点上。若该电路部分被启用，则该FTAVCS被供应至该控制节点上，从而该电路部分被用于微调。如果该电路部分被禁用，则该TCAVCS被供应至该控制节点上，从而该电路部分被用于对抗归因于温度的VCO频率漂移。该TCAVCS的电压随温度如何变化是数字可编程的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及包含变容管的谐振器，尤其涉及包含变容管的宽带温度补偿谐振器，诸如可用在宽带压控振荡器(VCO)中的谐振器。背景信息谐振器用在许多不同类型的电子电路中。一种类型的谐振器包含与电容性元件并联的电感性元件。此类谐振器的一种应用是压控振荡器(VC0)，诸如用在锁相环(PLL)中的VCO0附图说明图1 (现有技术)是一个此类VC031的示图。VC0301产生振荡VCO输出信号。在所解说的示例中，该振荡VCO输出信号是差分正弦信号，包含导体302上的信号VOUT-以及导体303上的V0UT+。该振荡VCO输出信号的频率由在导体304上接收的多比特数字粗调控制字以及在导体305上接收的微调模拟控制信号VTUNE确定。假定该数字控制字是固定的，则可通过恰适地增大或减小模拟输入信号VTUNE来向上和向下微调该振荡VCO输出信号的频率。图2 (现有技术)是此类VCO的一个示例的更详细示图。谐振器储能电路306包含与电容性元件并联的电感器307。这些电容性元件中的一个电容性元件是可编程电容器组308。这些电容性元件中的第二个电容性元件是主变容管电路309。在一个示例中，主变容管电路309是包含多个变容管子电路的可编程变容管。变容管子电路中的个体变容管子电路可被禁用以减小该可编程变容管元件的有效可调谐电容。关于这种类型的可编程变容管的更多信息参见美国专利号7，612，626。图2的VCO的其余晶体管310-313形成放大器。如果供应给该VCO的数字控制字是固定的，并且如果供应给该VCO的VTUNE模拟输入电压是固定的，则期望VCO输出信号V0UT+、V0UT-的开环振荡频率是固定频率。遗憾的是，看到VCO输出信号的开环振荡频率随温度而变化。例如，振荡频率可随温度升高而下降。这是不期望的。图3(现有技术)是一个常规VCO电路314的电路图，其具有用于移除该VCO的VCO输出信号的开环振荡频率变化的温度相关性质的电路系统。除了主变容管315和粗调电容器组316之外，还提供了辅助变容管317。关于此类辅助变容管的更多细节参见美国专利申请公开US2009/0261917。并非由辅助变容管317接收VTUNE信号以使得该辅助变容管的电容根据VTUNE来调整，而是代之以使该辅助变容管接收模拟控制电压VCOMP。VCOMP是由温度补偿电压生成电路318所生成的控制信号。使得VCOMP根据温度而变化，从而辅助变容管317的所得电容变化倾向于对抗该VCO的其余部分对VCO输出信号频率的其他温度相关影响。因此，该VCO的振荡频率归因于温度的开环频率漂移可减小。图4 (现有技术)是另一常规VCO电路319的电路图，其具有用于防止该VCO的振荡频率的频率漂移的电路系统。粗调电容器组320包含多个部分321-323。该电容器组的个体部分的电路系统可被启用以接通与电感器324并联的电容，或者该个体部分的电路系统可被禁用从而该电容不与该电感器并联。电路系统被设置成使得在禁用状况下，被禁用部分的寄生二极管的反向偏置程度可被调节，从而允许根据温度来调节被禁用部分的电容。通过恰适地调整供应给被禁用部分的模拟控制电压VCOMP，该VCO的归因于温度的开环频率漂移可减小。更多细节参见美国专利号7，116，183。所提供的温度补偿量是该电容器组在给定时间被禁用的部分的数目的函数。在低频率处，当该电容器组的所有部分321-323都被使用时，没有温度补偿量。概述一种宽带压控振荡器(VCO)内的温度补偿谐振器包括微调主变容管电路、辅助变容管电路、以及粗调电容器组电路。这些电路与电感并联在一起。主变容管电路的个体电路部分可在数字控制下(例如，在数字控制比特SI [1-3]的控制下)被启用或禁用。辅助变容管电路的个体电路部分可在数字控制下(例如，在数字控制比特S2[l-3]的控制下)被启用或禁用。粗调电容器组电路的个体电路部分可在数字控制下(例如，在数字控制比特S3[l-3]的控制下)被启用或禁用。在每个主变容管电路部分内有复用电路，该复用电路将微调模拟电压控制信号(FTAVCS)或第一温度补偿模拟电压控制信号(TCAVCS)中可选择的一个供应至该主变容管电路部分的控制节点上。该FTAVCS可以是从锁相环(PLL)的环路滤波器接收的VTUNE电压控制信号，该VCO是该PLL的一部分。若主变容管电路部分被启用(例如，由数字控制比特SI [1-3]中恰适的一个比特启用)，则该FTAVCS被供应至该控制节点上，从而该主变容管电路部分被用于微调该VCO的振荡频率。如果该主变容管电路部分被禁用，则第一 TCAVCS信号(例如，Vl (T))被供应至该控制节点上，从而该主变容管电路部分被用于对抗归因于温度的VCO频率漂移。第一 TCAVCS信号的电压随温度如何变化是数字可编程的(例如，通过恰适地设置数字控制比特TCl [1-2])。例如，Vl (T)的电压根据温度而变化的斜率可被数字编程为具有若干不同斜率之一。在辅助变容管电路中，向任何被启用的辅助变容管电路部分的控制节点供应第二温度补偿模拟控制电压(例如，V2⑴)。该第二温度补偿模拟控制电压信号的电压随温度如何变化是数字可编程的(例如，通过设置数字控制比特TC2[1_2])。向被禁用的任何辅助变容管电路部分的控制节点供应另一温度补偿模拟控制电压信号。在一个示例中，供应至被禁用的辅助变容管电路部分的控制节点上的该另一温度补偿模拟控制电压信号与供应至被禁用的主变容管电路部分的控制节点上的第一 TCAVCS信号(例如，Vl (T))相同。粗调电容器组电路的个体部分可被启用或禁用。在一个示例中，每个电容器组电路部分包括一对电容器和居间的开关晶体管。若电容器组电路部分被启用(例如，通过数字控制比特S3[l-3]中恰适的一个比特)，则该开关晶体管被控制成导通，以使得这些电容器在该谐振器的两个节点之间串联在一起。多少个电容器组电路部分以此方式被启用决定了该粗调电容器组的电容如何被设置。若粗调电容器组电路部分被禁用，则第三温度补偿模拟控制电压(例如，V3 (T))被供应至该开关晶体管的源极和漏极。该控制电压的幅值可用于调节该开关晶体管的反向偏置源极和漏极PN结的寄生电容。通过根据温度来恰适地调节第三温度补偿模拟控制电压，使得被禁用的电容器组电路部分的电容能用于对抗归因于温度的VCO频率漂移。该第三温度补偿模拟控制电压随温度如何变化是数字可编程的(例如，通过设置数字控制比特TC3 [ 1-2])。相应地，在一个示例中，所有被禁用的主变容管电路部分、所有被禁用的辅助变容管电路部分、以及所有被禁用的电容器组电路部分都可用于温度补偿目的。通过恰适地控制哪些主变容管电路部分被启用、哪些辅助变容管电路部分被启用、哪些电容器组电路部分被启用、以及温度补偿模拟电压V1(T)、V2(T)和V3(T)如何根据温度而变化，使得对于从2.5GHz到5.0GHz的宽带频率范围中的任何VCO输出频率范围，该谐振器是其一部分的VCO随温度(_30°C至+Il(TC)的输出信号振荡频率变化小于±0.02%。由于耦合至谐振器储能电路节点的未用于调谐的所有变容管被用于温度补偿，因此不必仅为了温度补偿而添加额外的电容。相应地，在谐振器储能电路节点上具有较小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.05 US 12/897,9181.一种装置，包括: 第一节点； 第二节点； 第一信号输入导体； 第二信号输入导体；以及 主变容管电路，包括: 第一主变容管电路部分，包括: 具有第一引线和第二引线的第一变容管，其中所述第一变容管的所述第一引线耦合至所述第一节点； 具有第一引线和第二引线的第二变容管，其中所述第二变容管的所述第一引线耦合至所述第二节点，并且其中所述第二变容管的所述第二引线在第一控制节点处耦合至所述第一变容管的所述第二引线； 以及 第一模拟复用电路，其将所述第一信号输入导体和所述第二信号输入导体中被选择的一个导体耦合至所述第一控制节点。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一信号输入导体上存在第一模拟控制信号，并且其中所述第二信号输入导体上存在第二模拟控制信号。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一模拟控制信号是接收自环路滤波器的微调控制信号，并且其中所述第二模拟控制信号是根据温度而变化的信号。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括: 温度补偿电压生成电路，其将温度补偿模拟电压控制信号(TCAVCS)供应至所述第二信号输入导体上，其中所述TCAVCS具有根据温度而变化的电压。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，如果所述温度补偿电压生成电路接收到的数字控制值具有第一数字值，则所述TCAVCS的电压以第一方式根据温度而变化，而如果所述温度补偿电压生成电路接收到的所述数字控制值具有第二数字值，则所述TCAVCS的电压以第二方式根据温度而变化。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主变容管电路还包括: 第二主变容管电路部分，包括: 具有第一引线和第二引线的第三变容管，其中所述第三变容管的所述第一引线耦合至所述第一节点； 具有第一引线和第二引线的第四变容管，其中所述第四变容管的所述第一引线耦合至所述第二节点，并且其中所述第四变容管的所述第二引线在第二控制节点耦合至所述第三变容管的所述第二引线；以及 第二模拟复用电路，其将所述第一信号输入导体和所述第二信号输入导体中被选择的一个导体耦合至所述第二控制节点。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置是接收多比特数字调谐字的压控振荡器(VCO)，其中所述多比特数字调谐字的第一数字比特控制所述第一模拟复用电路，并且其中所述多比特数字调谐字的第二数字比特控制所述第二模拟复用电路。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置是压控振荡器(VCO)，其在所述第一信号输入导体上接收来自环路滤波器的微调模拟电压控制信号(FTAVCS)。9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一变容管的所述第一引线通过第一电容器耦合至所述第一节点，并且其中所述第二变容管的所述第一引线通过第二电容器耦合至所述第二节点。10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一变容管的所述第一引线直接连接至所述第一节点，从而所述第一变容管的所述第一引线是所述第一节点的一部分，并且其中所述第二变容管的所述第一引线直接连接至所述第二节点，从而所述第二变容管的所述第一引线是所述第二节点的一部分。11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一模拟复用电路包括: 第一晶体管，其在数字控制信号具有第一数字值时操作用于是导电的，从而其将所述第一信号输入导体耦合至所述第一控制节点，并且在所述数字控制信号具有与所述第一数字值相反的第二数字值时操作用于是不导电的；以及 第二晶体管，其在所述数字控制信号具有所述第二数字值时操作用于是导电的，从而其将所述第二信号输入导体耦合至所述第一控制节点，并且在所述数字控制信号具有所述第一数字值时操作用于是不导电的。12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括: 辅助变容管电路，包括: 第一辅助变容管电路部分，其耦合成在所述第一节点与所述第二节点之间提供第一电容，其中所述第一电容根据温度而变化。13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述辅助变容管电路进一步包括: 第二辅助变容管电 路部分，其耦合成在所述第一节点与所述第二节点之间提供第二电容，其中所述第二电容根据温度而变化。14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置是压控振荡器(VCO)，其在所述第一信号输入导体上接收来自环路滤波器的微调模拟电压控制信号(FTAVCS)，并且其中所述FTAVCS不被供应至所述第一辅助变容管电路部分且不被供应至所述第二辅助变容管电路部分。15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一辅助变容管电路部分接收第一数字控制比特，所述第一数字控制比特至少部分地确定所述第一电容的幅值，并且所述第二辅助变容管电路部分接收第二数字控制比特，所述第二数字控制比特至少部分地确定所述第二电容的幅值。16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括: 辅助变容管电路，其耦合成在所述第一节点与所述第二节点之间提供数字可编程的温度相关电容，其中所述辅助变容管电路接收数字控制值，所述数字控制值至少部分地确定所述数字可编程的温度相关电容的幅值。17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置是压控振荡器(VCO)，其在所述第一信号输入导体上接收来自环路滤波器的微调模拟电压控制信号(FTAVCS)，并且其中所述FTAVCS不被供应至所述辅助变容管电路。18.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括: 数字可编程的粗调电容器组电路，其耦合成在所述第一节点与所述第二节点之间提供数字可编程的电容。19.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括: 数字可编程的粗调电容器组电路，其耦合成在所述第一节点与所述第二节点之间提供数字可编程的电容，其中所述数字可编程的粗调电容器组电路包括: 第一电容器组电路部分，其耦合至所述第一节点且耦合至所述第二节点并且接收第一数字控制比特，其中所述第一数字控制比特至少部分地确定由所述第一电容器组电路部分在所述第一和第二节点之间提供的第一电容；以及 第二电容器组电路部分，其耦合至所述第一节点且耦合至所述第二节点并且接收第二数字控制比特，其中所述第二数字控制比特至少部分地确定由所述第二电容器组电路部分在所述第一和第二节点之间提供的第二电容。20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第一电容器组电路部分包括第一晶体管，所述第一晶体管在所述第一数字控制比特具有第一数字值时导通，其中在所述第一数字控制比特具有所述第一数字值时由所述第一电容器组电路部分提供的所述第一电容以第一方式随温度而变化，其中所述第一晶体管在所述第一数字控制比特具有与所述第一数字值相反的第二数字值时截止，其中在所述第一数字控制比特具有所述第二数字值时由所述第一电容器组电路部分提供的所述第一电容以第二方式随温度而变化。21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述第一电容以所述第二方式的变化是至少部分地由于所述第一电容器组电路部分中的反向偏置二极管引起的，其中所述第一电容器组电路部分接收模拟电压控制信号，所述模拟电压控制信号至少部分地确定所述反向偏置二极管的电容。22.—种接收微调模拟电压控制信号(FTAVCS)和多比特数字控制字的装置，所述装置包括: 主变容管电路，其包括多个能选择性地启用或禁用的主变容管电路部分，其中所述主变容管电路部分并联在一起，并且其中所述多个主变容管电路部分中的每个主变容管电路部分接收所述FTAVCS ； 辅助变容管电路，其包括多个能选择性地启用或禁用的辅助变容管电路部分，其中所述辅助变容管电路部分并联在一起，其中所述多个辅助变容管电路部分中的每个辅助变容管电路部分接收温度补偿模拟电压控制信号(TCAVCS)，其中所述辅助变容管电路部分都不接收所述FTAVCS ;以及 数字可编程的粗调电容器组电路，其包括多个能选择性地启用或禁用的电容器组电路部分，其中所述容器组电路部分并联在一起，其中所述多个电容器组管电路部分都不接收所述FTAVCS，其中所述多比特数字控制字确定所述主变容管电路部分、所述辅助变容管电路部分、以及所述电容器组电路部分中的几个以及哪些被启用。23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述主变容管电路部分中未被启用的任一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·刘，C·纳拉斯隆，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：