[發明專利]一種低噪聲壓控振蕩器

在審

• 申請號: 201210357240.8
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103684441A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 呂志強;陳嵐
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，特別涉及一種低噪聲壓控振蕩器。

背景技術

壓控振蕩器(VCO，voltage-controlled?oscillator)是指輸出頻率與輸入控制電壓有對應關系的振蕩電路。

壓控振蕩器是集成電路中非常重要的基本電路之一，其電路的實現方式主要有兩種，分別是環形壓控振蕩器（Ring?VCO）和電感電容壓控振蕩器（LCVCO）。壓控振蕩器被廣泛地應用于微處理器中的時鐘同步（Clock?Synchronization）電路；無線通信收發器中的頻率綜合器（Frequency?Synthesizer）；光纖通信中的時鐘恢復電路（CRC，Clock?Recovery?Circuit）以及多相位采樣（Multi-phase?Sampling）電路中。

相位噪聲是衡量壓控振蕩器性能的主要參數之一。大多數情況下，壓控振蕩器的相位噪聲性能是影響集成接收機靈敏度的最主要因素。理想的壓控振蕩器輸出的信號頻譜是一個脈沖函數，但是由于實際電路中存在各種噪聲源，壓控振蕩器輸出的信號頻譜特性都是頻罩曲線。

壓控振蕩器電路中的噪聲源可以分為兩大類：器件噪聲和外界干擾噪聲，前者主要包括熱噪聲和閃爍噪聲；后者主要包括襯底和電源噪聲。壓控振蕩器的器件噪聲主要來源于片上電感和可變電容的串聯寄生電阻、開關差分對管和尾電流源。

參見圖1，該圖為現有技術中的一種壓控振蕩器示意圖。

圖1所示的壓控振蕩器的電流源是由直流電壓控制的，如圖1中的電壓VBIAS控制三極管Q0。

壓控振蕩器輸出端（POUT和NOUT）的最低電壓為兩個雙極型晶體管（Q0和Q1）的集電極-發射極壓降之和，由于兩個HBT的結電壓之和較小，因此造成壓控振蕩器有較小的輸出。

因此，圖1所示的壓控振蕩器存在較高的相位噪聲，相位噪聲性能較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種低噪聲壓控振蕩器，具有較大的輸出電壓幅度，能夠降低整個電路的相位噪聲，提高相位噪聲性能。

本發明實施例提供一種低噪聲壓控振蕩器，包括：諧振電路、負阻電路、電流源電路和反饋電路；

所述諧振電路，用于產生壓控振蕩器的振蕩信號，所述諧振電路為電感電容式諧振電路，其中的電容采用MOS容抗管；

所述負阻電路，用于產生負阻，以抵消所述諧振電路產生的正阻；

所述反饋電路，用于將所述諧振電路產生的振蕩信號反饋給所述電流源電路；

所述電流源電路，用于產生壓控振蕩器工作的電流；具體包括：第一MOS管、第二MOS管、第五電阻、第六電阻、第九電容和第十電容；

所述第一MOS管的柵極連接接地的第九電容，所述柵極為反饋電路的第一反饋信號的輸入端，第一MOS管的源極接地；

所述第二MOS管的柵極連接接地的第十電容，所述柵極為反饋電路的第二反饋信號的輸入端，第二MOS管的源極接地；

所述第一MOS管的漏極與所述第二MOS管的漏極相接，相接的節點作為負阻電路的輸入端與電流源電路的輸出端相接點；

所述第五電阻的一端連接所述第一MOS管的柵極，另一端連接第三控制電壓；

所述第六電阻的一端連接所述第二MOS管的柵極，另一端連接第三控制電壓。

優選地，所述諧振電路包括：差分電感、第一MOS容抗管、第二MOS容抗管、第三電容、第四電容、第一電阻、第二電阻；

所述差分電感的一端連接第一節點，另一端連接第二節點；

所述第一MOS容抗管的柵極連接第三節點，漏極和源極短接在一起連接第一控制電壓；

所述第二MOS容抗管的柵極連接第四節點，漏極和源極短接在一起連接所述第一控制電壓；

所述第一電阻的一端連接所述第三節點，另一端接地；

所述第二電阻的一端連接所述第四節點，另一端接地；

所述第三電容的兩端分別連接所述第一節點和第三節點，所述第四電容的兩端分別連接所述第二節點和第四節點；

所述第一節點為所述諧振電路與負阻電路的第一相接點，輸出第一諧振信號，所述第二節點為所述諧振電路與負阻電路的第二相接點，輸出第二諧振信號。

優選地，所述負阻電路包括：第一雙極型晶體管、第二雙極型晶體管、第三電阻、第四電阻、第五電容、第六電容和第十一電容；

第一雙極型晶體管的基極連接第五節點，集電極連接第一節點，所述第一節點為所述負阻電路與諧振電路的第一相接點；