[發(fā)明專利]雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010909113.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN112003613A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳炎輝;范麟;張?zhí)?/a>;邱建波;余晉川;萬天才;劉永光;徐驊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶西南集成電路設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H03L7/099
• 分類號(hào): H03L7/099
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50239
• 代理人: 盧玲

本發(fā)明公開了一種雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器,包括二個(gè)結(jié)構(gòu)相同的單核壓控振蕩器；其特征在于：二個(gè)單核跨導(dǎo)線性化壓控振蕩器并聯(lián)連接；每個(gè)單核壓控振蕩器包括二個(gè)差分諧振管、若干個(gè)可以數(shù)控調(diào)節(jié)的開關(guān)電容電路和連續(xù)調(diào)諧電路，第一單核壓控振蕩器包括第一、第二差分諧振管；第二單核壓控振蕩器包括第三、第四差分諧振管；單核壓控振蕩器的任一個(gè)差分諧振管的柵極均通過電容連接到另外一個(gè)差分諧振管的漏極，同時(shí)，第二、第四差分諧振管的柵極均通過第一差分電感連接到第一、第三差分諧振管的柵極，并通過第一差分電感以共模的形式接地；本發(fā)明可應(yīng)用于高性能鎖相環(huán)系統(tǒng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓控振蕩器，具體涉及雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器。

背景技術(shù)

鎖相環(huán)可用于給射頻收發(fā)系統(tǒng)提供本振信號(hào)或者給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器及數(shù)字電路提供時(shí)鐘信號(hào)，本振信號(hào)或時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量對(duì)射頻系統(tǒng)、高速高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中的關(guān)鍵指標(biāo)有直接影響。當(dāng)鎖相環(huán)工作在窄環(huán)路帶寬模式下，LC型壓控振蕩器的遠(yuǎn)端相位噪聲特性直接決定閉環(huán)噪聲特性。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)鎖相環(huán)提出了更高的性能要求，特別是對(duì)鎖相環(huán)中的壓控振蕩器提出了更高相位噪聲性能要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出了雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器,包括二個(gè)結(jié)構(gòu)相同的單核壓控振蕩器；其特征在于：二個(gè)單核跨導(dǎo)線性化壓控振蕩器并聯(lián)連接；

每個(gè)單核壓控振蕩器包括二個(gè)差分諧振管、若干個(gè)可以數(shù)控調(diào)節(jié)的開關(guān)電容電路和連續(xù)調(diào)諧電路，第一單核壓控振蕩器包括第一、第二差分諧振管；第二單核壓控振蕩器包括第三、第四差分諧振管；

單核壓控振蕩器的任一個(gè)差分諧振管的柵極均通過電容連接到另外一個(gè)差分諧振管的漏極，同時(shí)，第二、第四差分諧振管的柵極均通過第一差分電感連接到第一、第三差分諧振管的柵極，并通過第一差分電感以共模的形式接地；第四差分諧振管的漏極和第二差分諧振管的漏極均通過第二差分電感連接第一差分諧振管的漏極和第三差分諧振管的漏極；

第一差分電感兩端并聯(lián)有若干個(gè)可以數(shù)控調(diào)節(jié)的第三開關(guān)電容電路和第三連續(xù)調(diào)諧電路。

根據(jù)本發(fā)明所述的雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器的優(yōu)選方案，第一、第二差分諧振管的柵極之間并聯(lián)有若干個(gè)可以數(shù)控調(diào)節(jié)的第一開關(guān)電容電路和第一連續(xù)調(diào)諧電路；第三、第四差分諧振管的柵極之間并聯(lián)有若干個(gè)可以數(shù)控調(diào)節(jié)的第二開關(guān)電容電路和第二連續(xù)調(diào)諧電路。

本發(fā)明將二個(gè)結(jié)構(gòu)相同的單核壓控振蕩器的VCO諧振腔進(jìn)行并接，實(shí)現(xiàn)了振蕩器整體相位噪聲的優(yōu)化。在并聯(lián)過程中，采用了共用電感設(shè)計(jì)思路，整體電路架構(gòu)，僅需要兩個(gè)差分電感，即諧振管柵極并聯(lián)時(shí)，共用一個(gè)差分電感；諧振管漏極并聯(lián)時(shí)，共用另一個(gè)差分電感，有效減小了版圖面積。對(duì)單核壓控振蕩器的PMOS諧振管跨導(dǎo)進(jìn)行了線性化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)器件近端相位噪聲的優(yōu)化。

根據(jù)本發(fā)明所述的雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器的優(yōu)選方案，第一MOS管控制第一、第二差分諧振管的導(dǎo)通和關(guān)斷，第二MOS管控制第三、第四差分諧振管的導(dǎo)通和關(guān)斷。

根據(jù)本發(fā)明所述的雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器的優(yōu)選方案，第一、第二MOS管為PMOS管；第一、第二MOS管的柵極互聯(lián)，該互聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)兩個(gè)單核壓控振蕩器同時(shí)開關(guān)控制。

本發(fā)明所述雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器的有益效果是：本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)器件近端相位噪聲的優(yōu)化；本發(fā)明提出的雙核并聯(lián)連接方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)VCO整體相位噪聲的優(yōu)化；本發(fā)明提出了共用電感連接方式，有效減小了后端布局時(shí)占用的芯片面積；本發(fā)明專利提出的雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器具有非常優(yōu)異的相位噪聲性能，可應(yīng)用于高性能鎖相環(huán)系統(tǒng)中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的雙核并聯(lián)跨導(dǎo)線性化低相噪壓控振蕩器電路原理框圖。