[發明專利]一種具有正交差分輸出的低功耗注入鎖定二分頻器

在審

• 申請號: 201910068108.7
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109802637A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 張頂頂;李靖
• 申請（專利權）人: 上海磐啟微電子有限公司
• 主分類號: H03B19/14
• 分類號: H03B19/14
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種具有正交差分輸出的低功耗注入鎖定二分頻器，涉及集成電路技術領域，包括第一鎖存器Latch1、第二鎖存器Latch2、第一電容C1、第二電容C2、電流源Idc、第一晶體管M1、第一電阻R1、第二電阻R2；第一鎖存器Latch1、第二Latch2分別通過同相連接和反相連接的方式構成兩級差分環振；第一晶體管M1的柵極和漏極相連后與電流源Idc的負極相連，源極接地；電阻R1、R2的一端分別與電流源Idc的負極相連，另一端與鎖存器Latch1、Latch2的輸入端相連；電容C1、C2的一端分別與輸入信號Vin_p、Vin_n相連，另一端分別與鎖存器Latch1、Latch2的輸入端相連。本發明具有較低功耗、較低成本、較高輸出電壓幅度和較寬輸入頻率范圍。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，尤其涉及一種具有正交差分輸出的低功耗注入鎖定二分頻器。

背景技術

正交變頻收發機中的混頻器需要一組高頻差分正交的I差分信號和Q差分信號，以用于頻率轉換，一般在射頻鎖相環產生的穩定頻率信號基礎上，通過二分頻器產生正交的I差分信號和Q差分信號。常見二分頻器需要滿足以下幾個要求：

(1)具有較低的功耗；

(2)具有較高的輸出電壓幅度；

(3)占用面積越小越好；

(4)輸入頻率范圍較寬，可以補償工藝角、電壓、溫度變化導致的輸入頻率范圍偏移。

目前常用電流態邏輯(CML，Current Mode Logic)二分頻器產生正交二分頻信號，可承受的輸入頻率較高，但是輸出電壓幅度僅為幾百毫伏，且功耗較高。帶電感的注入鎖定(Injection locked)二分頻器具有較低功耗，但是需要高品質因數的片上電感，大面積電感無疑增加制造成本。就輸入頻率范圍和輸出幅度而言，常見二分頻器都能滿足藍牙5.0收發機的指標要求，芯片功耗和成本是限制藍牙5.0的主要瓶頸。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種具有正交差分輸出的低功耗注入鎖定二分頻器，使其具有較低功耗、較低成本、較高輸出電壓幅度和較寬輸入頻率范圍。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是如何改進現有設計的不足，降低功耗，降低芯片制造成本，提高輸出電壓幅度，并使其具有較寬的輸入頻率范圍以滿足BLE 5.0的要求。

為實現上述目的，本發明提供了一種具有正交差分輸出的低功耗注入鎖定二分頻器，其特征在于，包括第一鎖存器Latch1、第二鎖存器Latch2、第一電容C1、第二電容C2、電流源Idc、第一晶體管M1、第一電阻R1、第二電阻R2；

所述第一鎖存器Latch1、所述第二鎖存器Latch2分別通過同相連接和反相連接的方式構成兩級差分環振；所述第一鎖存器Latch1的von、vop端分別連接所述第二鎖存器Latch2的vip、vin端，所述第一鎖存器Latch1的vip、vin端分別連接所述第二鎖存器Latch2的vop、von端；

所述晶體管M1的柵極和漏極相連后與所述電流源Idc的負極相連，所述晶體管M1的源極接地；

所述第一電阻R1的一端接所述電流源Idc的負極，另一端接所述第二鎖存器Latch2的CLK端；所述第二電阻R2的一端接所述電流源Idc的負極，另一端接所述第一鎖存器Latch1的CLK端；

所述第一電容C1的一端接第一輸入信號Vin_p，另一端接所述第一鎖存器Latch1的CLK端；所述第二電容C2的一端接第二輸入信號Vin_n，另一端接所述第二鎖存器Latch2的CLK端。

進一步地，所述第一電阻R1和所述第二電阻R2被設置為提供偏置電流。