[發明專利]一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器

在審

• 申請號: 202110241559.3
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112953464A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 白雪飛;邵亞年
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H03K3/012
• 分類號: H03K3/012;H03K3/013
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器，其特征在于，包括：

互補差分MOS管補償電路、三級電容調諧電路、電容電感濾波電路和容性退化電路，其中粗調和中調電容陣列并聯的連接在補償NMOS管和PMOS管的漏極之間，容性退化電路連接在兩個補償NMOS管的源極之間，在NMOS管源極和地端之間、以及和PMOS管源極和電源之間，分別均連接有電容電感濾波電路，其中：所述的互補差分MOS管補償電路提供負阻來補償諧振腔的電阻，使諧振腔的振蕩可以持續；所述三級電容調諧電路用來提供不同調諧精度下的變化電容，來實現頻率的改變；所述電容電感濾波電路通過電容將熱噪聲導入地端、通過電感提供阻抗來抑制閃爍噪聲的流動用來濾除電路的閃爍噪聲；所述容性退化電路通過將調諧電容陣列接入補償MOS管源極再按比例折算到漏極，實現更小的變化電容量，來實現更高的分辨率。

2.根據權利要求1所述的一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器，其特征在于，所述互補差分MOS管補償電路，包括交叉耦合連接的兩個NMOS管，兩個NMOS管的源極連在一起，第一NMOS管的柵極連接到第二NMOS管的漏極，第一NMOS管的漏極連接到第二NMOS管的柵極，構成交叉耦合結構。

3.根據權利要求1所述的一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器，其特征在于，所述三級電容調諧電路，包括粗調、中等調諧、細調電容陣列，粗調、中等調諧電容陣列并聯在補償NMOS管和PMOS管的漏極，細調電容陣列并連在兩個NMOS管源極之間，偏置電阻R1和R2串聯在NMOS管源極，粗調、中調和細調控制字分別接在粗調、中調、細調電容陣列控制端。

4.根據權利要求1所述的一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器，其特征在于，所述三級電容調諧電路中的粗調電容為開關電容電路。

5.根據權利要求1所述的一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器，其特征在于，所述三級電容調諧電路中的中等調諧電容為變容二極管電容電路。

6.根據權利要求1所述的一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器，其特征在于，所述三級電容調諧電路中的細調調諧電容為MOS管電容，將兩個MOS管的源極漏極和柵極連接在一起，在柵極加高低電壓，在源極和柵極之間會感應出高低電容，實現更小的電容變化。

7.根據權利要求1所述的一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器，其特征在于，用四組開關電容按等比分布的方式構成粗調電容陣列，用五組變容二極管電容和一組MOS電容構成中調電容陣列，用四組變容二極管電容電路和兩組MOS電容構成細調電容陣列。

8.根據權利要求1所述的一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器，其特征在于，電容電感濾波電路，具體包括：連接在偏置電阻R1和R2的共模點與地之間的地端濾波電容、電感，以及接在電源和兩個PMOS管的源極之間的源端濾波電容和電感，分別連在兩個NMOS管的源極與地端的濾波電容。

9.根據權利要求1所述的一種低功耗大帶寬高分辨率低相位噪聲數控振蕩器，其特征在于，容性退化電路，通過將連接在源極的電容陣列按比例折算到漏極實現更小的電容變化量，進一步提高了分辨率，所述容性退化電路是通過將源極電容按一定比例折算到漏極，來實現更小的電容變化，來達到更高的分辨率。