[實用新型]一種基于二次諧波交叉注入鎖定技術(shù)的正交壓控振蕩器電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720255888.2
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN206727960U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高海軍;孫玲玲
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H03B5/24
• 分類號: H03B5/24
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司33100
• 代理人: 董世博

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及微電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，它涉及一種基于二次諧波交叉注入鎖定技術(shù)的正交壓控振蕩器電路。

背景技術(shù)

無線收發(fā)系統(tǒng)分為發(fā)射無線電波的發(fā)射系統(tǒng)和接收無線電波的接收系統(tǒng)。其中，用于接收無線電波的發(fā)射系統(tǒng)由數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(Digital-to-Analog Converter, DAC)、混頻器、振蕩器、功率放大器(Power Amplifier, PA)等模塊構(gòu)成；接收系統(tǒng)由低噪聲放大器(Low Noise Amplifier, LNA)、混頻器、振蕩器、低通濾波器、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog -to- Digital Converter, ADC)等模塊構(gòu)成，無線收發(fā)系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。在低中頻和零中頻結(jié)構(gòu)的收發(fā)系統(tǒng)中，正交本振信號是不可或缺的。

目前有多種方法可以產(chǎn)生正交本振信號，如差分振蕩器和多相濾波器(Poly-phase Filter)組合、VCO和除二分頻器組合、耦合振蕩器等。差分振蕩器+多相濾波器組合中的多相濾波器會引入額外的損耗和相位誤差，VCO和除二分頻器組合需要VCO的震蕩頻率為所需本振頻率的兩倍，電路的設(shè)計難度會大大增加。因此，目前最為廣泛的方法是用耦合振蕩器來產(chǎn)生正交本振信號。圖2所示是將兩個相同的差分振蕩器進行反相耦合來產(chǎn)生正交信號，圖3所示是利用兩個相同振蕩器的差分輸出信號結(jié)合非線性器件產(chǎn)生二倍頻信號，再通過注入鎖定技術(shù)實現(xiàn)正交本振信號的產(chǎn)生。但上述兩種方法都存在耦合管引入的噪聲惡化壓控振蕩器的相位噪聲、耦合管的功耗導(dǎo)致振蕩器的整體功耗增加等技術(shù)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合本身科研實踐需求開發(fā)了相位噪聲小、功耗低的一種基于二次諧波交叉注入鎖定技術(shù)的正交壓控振蕩器電路。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種基于二次諧波交叉注入鎖定技術(shù)的正交壓控振蕩器電路，包括兩個差分電容電感壓控振蕩器電路、兩個二次諧波注入結(jié)構(gòu)電路、兩根二次諧波處的1/4波長傳輸線和一個尾電流管；每個差分電容電感壓控振蕩器電路包括兩個NMOS管、一個帶中心抽頭的電感、兩個變?nèi)莨堋蓚€MIM電容和兩個電阻,電感的一端作為差分電容電感壓控振蕩器電路的正相輸出端，另一端作為差分電容電感壓控振蕩器電路的反相輸出端，兩個電阻的一端相互連接，并作為差分電容電感壓控振蕩器電路的變?nèi)莨芷秒妷狠斎攵耍瑑蓚€變?nèi)莨艿囊欢讼嗷ミB接，并作為差分電容電感壓控振蕩器電路的控制電壓輸入端，兩個NMOS管的源極相互連接并接地；所述二次諧波注入結(jié)構(gòu)包括一個耦合電容、一個偏置電阻和一個注入管；所述注入管的漏極與差分電容電感壓控振蕩器電路的正相輸出端連接，注入管的源極與差分電容電感壓控振蕩器電路的反相輸出端連接，所述差分電容電感壓控振蕩器電路與尾電流管連接，所述尾電流管用來提供偏置電流，所述差分電容電感壓控振蕩器電路的電感與二次諧波注入結(jié)構(gòu)連接。

進一步的，所述差分電容電感壓控振蕩器電路的兩個NMOS管為第一NMOS管、第二NMOS管，所述兩個變?nèi)莨転榈谝蛔內(nèi)莨堋⒌诙內(nèi)莨埽鰞蓚€MIM電容為第一電容、第二電容，所述兩個電阻為第一電阻和第二電阻，所述第一NMOS管的漏極、第二NMOS管的柵極、第一MIM電容的一端和電感的一端相連，作為差分電容電感壓控振蕩器電路的正相輸出端；第二NMOS管的漏極、第一NMOS管的柵極、第二MIM電容的一端和電感的另一端相連，作為差分電容電感壓控振蕩器電路的反相輸出端；第一電容的另一端、第一電阻的一端和第一變?nèi)莨艿囊欢讼噙B；第二電容的另一端、第二電阻的一端和第二變?nèi)莨艿囊欢讼噙B。

進一步的，所述二次諧波注入結(jié)構(gòu)電路包括一個耦合電容、一個偏置電阻和一個注入管；所述耦合電容的一端作為信號注入端；所述耦合電容的另一端與偏置電阻的一端、注入管的柵極相連接；偏置電阻的另一端為偏置電壓輸入端。

進一步的，所述兩個二次諧波注入結(jié)構(gòu)電路和兩個差分電容電感壓控振蕩器電路，將兩個二次諧波注入結(jié)構(gòu)電路的信號注入端交叉連接到另一個差分電容電感壓控振蕩器電路的電感的中心抽頭。

進一步的，所述差分電容電感壓控振蕩器電路的電感的中心抽頭與二次諧波處1/4波長傳輸線的一端連接，所述二次諧波處1/4波長傳輸線的另一端與尾電流管的漏極相連。