[發明專利]一種寬頻率范圍的單子帶壓控振蕩器

有效

• 申請號: 202011055837.8
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112187179B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 王三路;吳昊謙
• 申請（專利權）人: 西安博瑞集信電子科技有限公司
• 主分類號: H03B5/12
• 分類號: H03B5/12
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 黎堅怡

本發明公開了一種寬頻率范圍的單子帶壓控振蕩器，包括5GHz～6GHz單子帶壓控振蕩器VCO、4GHz定頻壓控振蕩器VCO、混頻器Mixer和輸出緩沖器Buffer；所述5GHz～6GHz單子帶壓控振蕩器VCO的差分輸出端與所述混頻器Mixer的一對差分輸入端相連接，所述4GHz定頻壓控振蕩器VCO的差分輸出端與所述混頻器Mixer的另一對差分輸入端相連接，所述混頻器Mixer的差分輸出端與所述輸出緩沖器Buffer的差分輸入端相連接，輸出信號最終從輸出緩沖器Buffer的差分輸出端輸出。該發明的技術效果為可實現幾MHz～2GHz的連續寬帶信號。

技術領域

本發明涉及射頻集成電路領域，特別涉及一種寬頻率范圍的單子帶壓控振蕩器。

背景技術

鎖相環頻率綜合器為無線通信系統提供載波信號，是無線通信系統的重要組成部分之一。而壓控振蕩器(VCO)作為鎖相環型頻率綜合器中的最核心模塊，其頻率范圍直接決定了鎖相環頻率綜合器的頻率帶寬。

常見的寬頻率范圍的VCO多采用SiGe、GaAs、GaN、CMOS等工藝進行設計，相對于前三者，硅基CMOS工藝具有集成度高、面積小、價格低廉、功耗小等優點，使得基于CMOS工藝的VCO在電子通訊的眾多領域得到了廣泛應用。由于CMOS工藝的變容二極管有限的電容電壓變化范圍，使得傳統CMOS工藝的VCO通常采用多個頻率子帶的方式來實現更寬的頻率范圍，但此方式往往需要數字頻率校準技術來配合選擇所需要的VCO子帶，從而極大地增加了整個鎖相環的鎖定時間。在有些系統應用中對跳頻切換時間有著嚴格的要求，這將導致多個頻率子帶的VCO很難得到應用。相對于多個頻率子帶的VCO，單子帶VCO將不存在數字頻率校準技術所花費的時間，極大地減小了整個鎖相環的鎖定時間，但相應地頻率范圍也極大地減小。

隨著跳頻通信以及其他各種無線通信協議的出現，系統對于跳頻切換時間、頻率范圍的要求越來越嚴格。因此，通過單子帶VCO減小整個鎖相環鎖定時間同時，實現更寬的頻率范圍成為急需解決的技術難題。

發明內容

本發明提供一種寬頻率范圍的單子帶壓控振蕩器，可以解決上述背景技術中提出的問題。

本發明提供了一種寬頻率范圍的單子帶壓控振蕩器，包括5GHz～6GHz單子帶壓控振蕩器VCO、4GHz定頻壓控振蕩器VCO、混頻器Mixer和輸出緩沖器Buffer；

所述5GHz～6GHz單子帶壓控振蕩器VCO的差分輸出端與所述混頻器Mixer的一對差分輸入端相連接，所述4GHz定頻壓控振蕩器VCO的差分輸出端與所述混頻器Mixer的另一對差分輸入端相連接，所述混頻器Mixer的差分輸出端與所述輸出緩沖器Buffer的差分輸入端相連接，輸出信號最終從輸出緩沖器Buffer的差分輸出端輸出。

較佳地，所述5GHz～6GHz單子帶壓控振蕩器VCO采用互補型交叉耦合結構，包括9個晶體管、1個電感、6個電阻、6個電容和4個變容二極管；其中的9個晶體管分別為第一晶體管M1、第二晶體管M2、第三晶體管M3、第四晶體管M4、第五晶體管M5、第六晶體管M6、第七晶體管M7、第八晶體管M8和第九晶體管M9；其中的1個電感為第一電感L1；其中的6個電阻分別為第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5和第六電阻R6；其中的6個電容分別為第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5和第六電容C6；其中的4個變容二極管分別為第一變容二極管Cv1、第二變容二極管Cv2、第三變容二極管Cv3、第四變容二極管Cv4。