[發明專利]一種壓控振蕩器、鎖相環及電子設備

在審

• 申請號: 202210705273.0
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115037249A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 鄧偉;孫雅倩;賈海昆;池保勇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03B5/12
• 分類號: H03B5/12;H03B5/04;H03L7/099
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 蔣冬梅;李丹

本文公開一種壓控振蕩器、鎖相環及電子設備，壓控振蕩器包括依次串聯形成閉環的變容管、第一電容、第一電感、第二電容、以及與變容管并聯的第二電感；第二電感用于為變容管提供偏置直流電平；其中，第二電感與第一電感耦合，且具有預設電感值；變容管、第一電容、第一電感、第二電容和第二電感構成連續調頻電路，用于進行頻率輸出。本發明實施例通過第二電感代替偏置電阻，為變容管提供偏置直流電平，避免了為變容管提供偏置直流電平過程中向諧振腔中注入熱噪聲，降低了壓控振蕩器的相位噪聲，提升了壓控振蕩器的工作性能。

技術領域

本文涉及但不限于集成電路技術，尤指一種壓控振蕩器、鎖相環及電子設備。

背景技術

隨著通信技術快速發展，人們對無線數據的數據傳輸速率的需求越來越高；壓控振蕩器作為通信設備的關鍵組成之一，其相位噪聲直接影響誤差向量幅度和數據傳輸速率。

壓控振蕩器中一般結合了數字調諧技術和模擬調諧技術，因此可以覆蓋較寬的頻率調諧范圍。壓控振蕩器中包含基于變容管實現的連續調頻單元，可以實現連續調頻，變容管通過一個交流耦合電容(第一電容C₁和第二電容C₂)接入諧振腔，通過交流耦合電容可以獨立選擇變容管的偏置直流電平。相關技術中的壓控振蕩器，變容管C_var的偏置電平通過一個阻值較大的偏置電阻R施加，偏置電阻會將熱噪聲注入諧振腔，從而惡化諧振腔的品質因子(Q)值，進而惡化相位噪聲。圖1為相關技術的壓控振蕩器的原理圖，如圖1所示，變容管通過交流耦合電容電路接入諧振腔兩端VOP和VON，同時通過偏置電阻提供偏置直流電平(V_BIAS)。

綜上，如何避免壓控振蕩器中的相位噪聲的惡化，成為一個有待解決的問題。

發明內容

以下是對本文詳細描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權利要求的保護范圍。

本發明實施例提供一種壓控振蕩器、鎖相環及電子設備，能夠避免壓控振蕩器中的相位噪聲惡化。

本發明實施例提供了一種壓控振蕩器，包括依次串聯形成閉環的變容管、第一電容、第一電感、第二電容、以及與變容管并聯的第二電感；

第二電感用于為變容管提供偏置直流電平；

其中，所述第二電感與所述第一電感耦合，且具有預設電感值；所述變容管、所述第一電容、所述第一電感、所述第二電容和所述第二電感構成連續調頻電路，用于進行頻率輸出。

在一種示例性實例中，所述壓控振蕩器還包括與所述第一電感并聯的開關電容支路，所述開關電容支路由串聯的開關、第三電容和第四電容組成，第三電容和第四電容分別連接在所述開關兩端，用于對所述壓控振蕩器輸出的頻率進行離散調節。

在一種示例性實例中，所述壓控振蕩器還包括與所述第一電感并聯的交叉耦合電路，用于補償所述連續調頻電路的能量損耗。

在一種示例性實例中，所述交叉耦合電路包括：第一場效應管和第二場效應管；其中，

所述第一場效應管和第二場效應管的源極接地，所述第一場效應管的漏極與所述第二場效應管的柵極連接，所述第二場效應管的漏極與第一場效應管的柵極連接。

在一種示例性實例中，所述第二電感包括：

具有所述預設電感值的金屬線。

在一種示例性實例中，所述金屬線沿所述第一電感的內圈環繞。

在一種示例性實例中，所述金屬線的直徑取值范圍為：2～3微米。

在一種示例性實例中，所述預設電感值為Freq，Freq通過以下算式確定：

其中，L為所述第一電感的電感值，C為所述變容管的電容值。