[發(fā)明專利]電感布局和壓控振蕩器（VCO）系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380018726.1
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN104584152B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·馬特斯森;P·安德里尼
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H01F17/00
• 分類號: H01F17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 楊美靈,劉春元

技術(shù)領(lǐng)域

本文的實施例涉及電感布局、壓控振蕩器（VCO）系統(tǒng)、集成電路子系統(tǒng)、集成射頻（RF）收發(fā)器電路、通信設(shè)備以及電感布局在集成電路中的應(yīng)用。特別地，實施例涉及集成電路中的調(diào)頻。

背景技術(shù)

未來，用于蜂窩通信設(shè)備中的集成RF收發(fā)器電路將不得不處理日益增長數(shù)量的蜂窩標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的頻帶。在維持其它關(guān)鍵性能指標(biāo)例如相噪音、電流消耗等在可接受性能的同時，關(guān)于本地振蕩器（LO）信號發(fā)生子系統(tǒng)中壓控振蕩器（VCO）的調(diào)頻范圍的要求變得越來越難以滿足。

向也被稱作為“芯片上系統(tǒng)”方案的單晶片方案的發(fā)展趨勢促使RF構(gòu)件在具有較差先決條件的“數(shù)字”半導(dǎo)體工藝中實現(xiàn)，以用于提供高性能VCO設(shè)計。這使得難以改善現(xiàn)有方案的性能來滿足新的要求。“數(shù)字”半導(dǎo)體工藝意味著半導(dǎo)體工藝被優(yōu)化，從而以低成本來用于大型數(shù)字電路的大規(guī)模制造。這些工藝并不支持特殊的工藝要素，如金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器、高Q值電感要求的厚金屬層以及金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）可變電容，這些便于高性能模擬RF塊的設(shè)計。

多種新型的雙模VCO設(shè)計已經(jīng)被提出，它們關(guān)注的問題是，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的單VCO來說，如何提高其調(diào)頻范圍。不幸的是，由于調(diào)頻范圍的擴展，這些設(shè)計均遭受其它性能參數(shù)的降級。電感開關(guān)或者雙模變壓器類型諧振器的使用關(guān)聯(lián)著相噪音性能的降級，這是由諧振器電路中不可避免的引入額外損耗而造成的。

備選的鎖相環(huán)（PLL）方案使用本機振蕩器（LO）除法器，其具有除2的倍數(shù)以外的除法比率，該備選的鎖相環(huán)（PLL）方案減小要求的VCO調(diào)諧范圍的乘積，但是它們在波形占空比、正交信號輸出可用性、IQ相精確度等方面表現(xiàn)出一些不希望的性質(zhì)。

采用多重VCO來覆蓋要求的頻率范圍是直接和靈活的方案，其明顯的不足之處是增加了含有VCO的集成電路的這些部分的硅面積。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的集成電路100的VCO部分，其包括兩個分開設(shè)置的VCO 102、104，VCO 102、104中的每個包括各自的電感106、108，以及各自的電容組110、112。如圖所示，與當(dāng)僅使用單個VCO的情況相比，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的兩個VCO的使用將會增加所需的集成電路的面積。因此，多重VCO的缺點是與單個VCO方案相比要求增加集成電路的面積。由于集成電路趨勢是越來越小以安裝入越來越小的電子設(shè)備中，因此這尤其是一個缺點。也會產(chǎn)生直接與集成電路的總芯片面積相關(guān)的制造成本的增加。

進(jìn)一步的，VCO或者其它調(diào)諧電路中包括的電感的尺寸并沒有隨著技術(shù)的發(fā)展而成比例減小，未來其在集成電路面積上將會成為一個越來越主要的部件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目標(biāo)是改善集成電路中的調(diào)頻范圍。

根據(jù)本文本發(fā)明的第一方面，該目標(biāo)是通過電感布局而實現(xiàn)的。電感布局包括第一電感和第二電感。該第一和第二電感是共心地設(shè)置在集成電路上的獨立電感。進(jìn)一步的，該第一和第二電感中的至少一個是具有第一對稱軸的多環(huán)電感。

由于該第一和第二電感是共心地設(shè)置在集成電路上的獨立電感，以及由于該第一和第二電感中的至少一個是具有第一對稱軸的多環(huán)電感，在不增加電感布局的面積的前提下，調(diào)頻范圍被增大。這使得用于集成電路中調(diào)頻的電感布局得到改善。

根據(jù)本文實施例的第二方面，該目標(biāo)是通過集成電路中用于頻率發(fā)生的VCO系統(tǒng)來實現(xiàn)的。該VCO系統(tǒng)包括根據(jù)本文描述的實施例的電感布局。

根據(jù)本文實施例的第三方面，該目標(biāo)是通過用于頻率發(fā)生的集成電路子系統(tǒng)來實現(xiàn)的。該集成電路子系統(tǒng)包括根據(jù)本文描述的實施例的VCO系統(tǒng)。

根據(jù)本文實施例的第四方面，該目標(biāo)是通過集成RF收發(fā)器電路來實現(xiàn)的。該RF收發(fā)器電路包括根據(jù)本文描述的實施例的VCO系統(tǒng)。

根據(jù)本文實施例的第五方面，該目標(biāo)是通過包括根據(jù)本文描述的實施例的集成RF收發(fā)器電路的通信設(shè)備來實現(xiàn)的。

根據(jù)本文實施例的第六方面，該目標(biāo)是通過在用于調(diào)頻的集成電路中使用根據(jù)本文描述的實施例的電感布局而實現(xiàn)的。

本文實施例的優(yōu)點是，與現(xiàn)有技術(shù)的電感布局相比，改善的電感布局提供了相對于電感布局的使用面積而言增大的調(diào)諧范圍。

本文實施例進(jìn)一步的優(yōu)點是在其中兩個VCO被選中以滿足要求的調(diào)頻范圍的情況下提供有吸引力的寬調(diào)頻范圍方案。

附圖說明

這里參考相應(yīng)的附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施例的示例，其中：

圖1是平面布局圖，其中示出了包括具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的布局的電感的集成電路；