[發(fā)明專利]一種高頻低功耗低抖動壓控振蕩器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110629000.8
• 申請日: 2021-06-05
• 公開（公告）號: CN113395042B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪芃力
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州瀚宸科技有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04;H03B5/12
• 代理公司: 蘇州吳韻知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32364
• 代理人: 王銘陸

本申請涉及一種壓控振蕩器，包括電感；可變電容，與電感并聯(lián)；偏置模塊；以及負(fù)阻對，與電感并聯(lián)，配置為接收偏置輸出信號，提供壓控振蕩器的輸出信號；負(fù)阻對包括第一晶體管，第一極耦合到所述可變電容的第一端和所述壓控振蕩器的第一輸出端，第二極接地，其控制極耦合到偏置模塊的第一輸出端；第二晶體管，第一極耦合到可變電容的第二端以及壓控振蕩器的第二輸出端，控制極耦合到第一晶體管的第一極以及偏置模塊的第二輸出端，第二極接地；第一電容，其耦合在第一晶體管的控制極和第二晶體管的第一極之間；第二電容，其耦合在第二晶體管的控制極和第一晶體管的第一極之間；其中第一晶體管的第二極和第二晶體管的第二極之間耦合有電容性支路。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種壓控振蕩器，特別地涉及一種高頻低功耗低抖動壓控振蕩器。

背景技術(shù)

壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator，簡稱VCO)指的是輸出頻率和輸入控制電壓有對應(yīng)關(guān)系的振蕩電路，常常用于收發(fā)機(jī)中產(chǎn)生本地參考時鐘。隨著現(xiàn)今有線串行通信的頻率越來越高，高頻低功耗低抖動的壓控振蕩器設(shè)計變得越發(fā)關(guān)鍵。

使用負(fù)阻對的LC諧振型壓控振蕩器最為常見，但是受限于負(fù)阻對壓控振蕩器架構(gòu)，這種壓控振蕩器輸出的信號抖動較大。現(xiàn)有設(shè)計采取增加功耗的方式降低抖動。為了避免功耗增加，也有方法通過改變負(fù)阻對壓控振蕩器的沖激敏感函數(shù)(impulse sensitivityfunction)來降低輸出信號的抖動問題。沖激敏感函數(shù)是指用來表征電路中各個元件產(chǎn)生的噪聲能對VCO輸出的抖動產(chǎn)生影響的能力的指標(biāo)，沖激敏感函數(shù)越小，各個元件產(chǎn)生的噪聲對VCO電路輸出的影響越小。

現(xiàn)今通信設(shè)備要求設(shè)備在溫度變化較大的應(yīng)用場景下仍能正常工作，那么就要求本地參考時鐘的頻率溫度漂移足夠小。目前通常采用犧牲壓控振蕩器在典型溫度條件下的性能來保證在溫度變化較大時輸出信號的漂移足夠小。

壓控振蕩器的開關(guān)電容陣列的Q值是引起溫度漂移的一個重要原因。VCO中開關(guān)電容陣列Q值的變化是由于開關(guān)電容陣列的導(dǎo)通電阻隨溫度變化引起。為了降低開關(guān)電容陣列導(dǎo)通電阻帶來的影響，普遍的做法是增加開關(guān)的尺寸，但是這樣會引入更大的寄生電容，降低VCO的工作頻率和影響輸出信號的抖動性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N壓控振蕩器，包括電感，配置為接收電源電壓；可變電容，與所述電感并聯(lián)；偏置模塊，輸入端配置為接收偏置輸入信號，產(chǎn)生偏置輸出信號；以及負(fù)阻對，與所述電感和所述可變電容并聯(lián)，配置為接受所述偏置輸出信號，提供所述壓控振蕩器的輸出信號；其中所述負(fù)阻對包括第一晶體管，其第一極耦合到所述可變電容的第一端和所述壓控振蕩器的第一輸出端，其第二極接地，其控制極耦合到所述偏置模塊的第一輸出端；第二晶體管，其第一極耦合到所述可變電容的第二端以及所述壓控振蕩器的第二輸出端，其控制極耦合到所述第一晶體管的第一極以及所述偏置模塊的第二輸出端，其第二極接地；第一電容，其耦合在所述第一晶體管的控制極和所述第二晶體管的第一極之間；第二電容，其耦合在所述第二晶體管的控制極和所述第一晶體管的第一極之間；其中所述第一晶體管的第二極和所述第二晶體管的第二極之間耦合有電容性支路。

特別的，所述第一晶體管的第二極通過第一電阻接地，和/或，所述第二晶體管的第二極通過第二電阻接地。

特別的，所述電容性支路包括第三電容。

特別的，在所述壓控振蕩器工作頻率范圍內(nèi)所述第三電容的阻抗小于第一電阻或第二電阻的阻值。

特別的，所述電容性支路包括彼此串聯(lián)的第四電容和第五電容。

特別的，所述負(fù)阻對還包括一端耦合在所述第四電容和第五電容之間，另一端配置為接收地電平的第三電阻。

特別的，在所述壓控振蕩器工作頻率范圍內(nèi)所述第四電容和第五電容的等效阻抗小于所述第一電阻或第二電阻的阻值。

特別的，所述電容性支路包括彼此并聯(lián)的第六電容和第七電容。