CN106100585B - 一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器 - Google Patents

一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,包括:两个压控振荡器核心部分、四个耦合支路和偏置电路,压控振荡器核心部分通过供电端和尾电流获得电信号,并在N位子频带选择信号和控制电压VCTRL的调整下产生两路电压信号分别通过第一输出端和第二输出端输出,在耦合支路作用下,两个压控振荡器核心部分输出的电压信号相互耦合,输出端Ip、In、Qp和Qn获得四路正交时钟信号。发明通过耦合支路和压控振荡器核心部分相配合,采用了一种峰值注入耦合方式的正交压控振荡器结构,降低了来自器件闪烁噪声的影响,可通过高效峰值注入最小化输出正交时钟之间的相位误差。

Description

一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器
技术领域
本发明涉及射频集成电路技术领域,尤其涉及一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器。
背景技术
正交压控振荡器(QVCO,quadrature voltage-controlled oscillator)被广泛用来产生正交信号,比如在低中频或零中频收发机里用来进行镜像抑制和正交解调;在时间交织型模数转换器(ADC)中用来采样更高频率的模拟信号;在子速率时钟数据恢复电路(CDR)中用来处理更高比特率的接收数据。相比之下,传统二分频法让压控振荡器工作在所需频率的二倍频处,然后把输出信号二分频,产生所需频率的正交信号,该方法原理简单,但让压控振荡器工作在二倍频处和高频分频器的使用都会带来额外的功耗负担,另外过高的工作频率需要依赖工艺的先进性;传统多相滤波器方法可以把差分信号转化成四路正交的差分信号,电路整体工作频率与输出频率相等,但其窄带特性使得需要多级多相滤波器来满足宽带输出的要求,这时还需要缓冲器来缓解多相滤波器本身给信号带来的衰减,随之而来的缓冲器功耗和无源器件失配成为该方法的主要问题。
考虑到现代高速应用环境和对应用电路的性能影响,比如在无线收发机中本振信号的正交失配将会引入额外的镜像干扰信号,从而降低无线接收机的信噪比;在超高速时间交织ADC中正交采样时钟的采样时刻偏差和相位失配将会严重制约时间交织型ADC的采样精度;在高速串行通信中,用来重定时输入数据的正交时钟需要良好的噪声性能,同时具有宽频率范围和精确的相位关系。因此,如何设计一个低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器是高速无线/有线通信等应用中都需要解决的重大问题。
传统并联结构的正交压控振荡器,如图1所示。该结构中两个LC振荡器的输出端通过两个并联晶体管(有源耦合)耦合在一起,有源耦合强度通常可以很大来抑制由于器件失配引起的正交相位误差;然而,强耦合也会恶化整个正交压控振荡器的相位噪声性能,这使得正交压控振荡器的噪声性能和相位误差之间存在着相互矛盾的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器。
本发明提出的一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,包括:两个压控振荡器核心部分、四个耦合支路和偏置电路;压控振荡器核心部分、四个耦合支路和偏置电路均由供电端供电;
每个压控振荡器核心部分设有第一输出端和第二输出端,第一输出端和第二输出端用于输出反向电压信号;两个压控振荡器核心部分共四个输出端作为为该宽带正交压控振荡器的四个输出端Ip、Qp、In和Qn;
四个耦合支路与两个压控振荡器核心部分的输出端一一对应,且各耦合支路连接在供电端和对应的压控振荡器核心部分的输出端之间,其获取另一个压控振荡器核心部分输出的两个电压信号并产生峰值电流耦合到对应的压控振荡器核心部分的输出端;
偏置电路分别连接两个压控振荡器核心部分,并向两个压控振荡器核心部分提供尾电流;
压控振荡器核心部分通过供电端和尾电流获得电信号,并在N位子频带选择信号和控制电压VCTRL的调整下产生两路电压信号分别通过第一输出端和第二输出端输出,在耦合支路作用下,两个压控振荡器核心部分输出的电压信号相互耦合,输出端Ip、In、Qp和Qn获得四路正交时钟信号。
优选地,压控振荡器核心部分由尾电流管、负阻网络、片上电感电容谐振腔、可变电容和数控电容阵列构成;
负阻网络、片上电感电容谐振腔、可变电容和数控电容阵列构成并联在压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端之间;片上电感电容谐振腔谐振于预设的工作频率,负阻网络通过尾电流管连接偏置电路获得尾电流并为压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端提供电压,可变电容和数控电容阵列分别接入控制电压和N位子频带选择信号对压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端输出的电压信号进行调整。
优选地,片上电感电容谐振腔由一个电感和一个并联在电感两端的电容组成,电感两端分别连接压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端,电感的中间抽头接地。
优选地,负阻网络由第一负阻管和第二负阻管组成,第一负阻管和第二负阻管均为PMOS管,且第一负阻管和第二负阻管交叉耦合连接,第一负阻管的源极和第二负阻管的源极通过尾电流管共接到偏置电路获得偏置电流。
优选地,可变电容包括第一电容管和第二电容管,第一电容管的源极、漏极和第二电容管的源极、漏极共连并接入控制电压,第一电容管的栅极和第二电容管的栅极分别连接到压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端。
优选地,数控电容阵列由多个结构相同的固定电容阵列组成,多个固定电容阵列并联在压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端之间,固定电容阵列的数量与子频带选择信号的位数N对应,N位子频带选择信号分别接入多个固定电容阵列对压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端的电压信号进行调整。
优选地,固定电容阵列由第一电容、第二电容、开关管、第一偏置管、第二偏置管、第三偏置管和第四偏置管;其中,开关管、第一偏置管和第二偏置管均采用NMOS管,第三偏置管和第四偏置管均采用PMOS管;第一电容的第一端连接第三偏置管的源极并与压控振荡器核心部分的第一输出端连接,第一电容的第二端分别连接开关管的漏极、第一偏置管的漏极和第三偏置管的漏极;第二电容的第一端分别连接开关管的源极、第二偏置管的漏极和第四偏置管的漏极,第二电容的第二端连接第四偏置管的源极并与压控振荡器核心部分的第二输出端连接;第一偏置管的源极和第二偏置管的源极均接地;
开关管、第一偏置管、第二偏置管、第三偏置管和第四偏置管的栅极共连作为频选信号输入端用于接入1路子频带选择信号;开关管在子频带选择信号的控制下导通或断开,第一偏置管、第二偏置管、第三偏置管和第四偏置管分别在开关管导通和断开两种状态下为第一电容和第二电容提供偏置电压。
优选地,偏置电路包括偏置电流源、镜像管、电阻和电容;其中,镜像管采用PMOS管,其源极连接供电端,其漏极连接第一偏置电流源,第一偏置电流源另一端接地;镜像管栅极连接电阻第一端并连接镜像管漏极,电容两端分别连接电阻第二端和供电端,电阻和电容配合形成一阶RC滤波电路,电阻第二端还连接尾电流管,第一偏置电流源通过镜像管和一阶RC滤波电路为压控振荡器核心部分提供尾电流。
优选地,尾电流管采用PMOS管,其源极连接供电端,其栅极连接电阻第二端,其漏极连接负阻网络。
优选地,每一个耦合支路包括三个动态级联在供电端和对应的压控振荡器核心部分的输出端之间的三个耦合管,耦合管均采用PMOS管;耦合支路中,两个耦合管的栅极分别连接另一个压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端,剩余一个耦合管的栅极接地作为源极负反馈电阻。
本发明中,压控振荡器核心部分通过供电端和尾电流获得电信号,并在N位子频带选择信号和控制电压的调整下产生两路电压信号分别通过第一输出端和第二输出端输出,在耦合支路作用下,两个压控振荡器核心部分输出的电压信号相互耦合,输出端Ip、In、Qp和Qn获得四路正交时钟信号。
本发明通过耦合支路和压控振荡器核心部分相配合,采用了一种峰值注入耦合方式的正交压控振荡器结构,降低了来自器件闪烁噪声的影响。压控振荡器核心部分采用N位固定电容阵列进行子频带选择,实现了正交压控振荡器的宽频率范围输出。
本发明中,耦合支路采用动态级联的PMOS管注入峰值电流到压控振荡器核心部分的输出端,不仅提高了耦合电流的注入效率,更有效减弱了耦合网络对压控振荡器核心部分电路噪声的恶化,从而保证了所述正交压控振荡器在良好相位噪声的情况下,可通过高效峰值注入最小化输出正交时钟之间的相位误差。
附图说明
图1为传统并联结构的正交压控振荡器结构示意图;
图2a为本发明提供的一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器拓扑图;
图2b为本发明提供的一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器结构示意图;
图3为电压控制的可变电容的结构示意图;
图4为数控电容阵列的结构示意图;
图5为本发明提供的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器的16个子频带压控曲线图;
图6为本发明提供的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器输出时钟的相位噪声曲线图;
图7为本发明提供的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器输出的正交时钟波形图。
具体实施方式
参照图2a,本发明提出的一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器包括:两个压控振荡器核心部分、四个耦合支路和偏置电路。压控振荡器核心部分、四个耦合支路和偏置电路均由供电端VDD供电。
参照图2b压控振荡器核心部分由尾电流管、负阻网络、片上电感电容谐振腔、电压控制的可变电容和数控电容阵列构成,尾电流管Msr1采用PMOS管。
压控振荡器核心部分设有第一输出端和第二输出端。片上电感电容谐振腔由一个电感和一个并联在电感两端的电容组成,其谐振于所需要的工作频率。电感两端分别连接压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端,电感的中间抽头接地,以保证第一输出端的电压和第二输出端的电压相位相反。
负阻网络由第一负阻管Mgm11和第二负阻管Mgm12组成,第一负阻管Mgm11和第二负阻管Mgm12均为PMOS管。第一负阻管Mgm11的漏极和第二负阻管Mgm12的漏极分别连接到压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端,第一负阻管Mgm11的栅极和第二负阻管Mgm12的栅极分别连接第二负阻管Mgm12的漏极和第一负阻管Mgm11的漏极。如此,第一负阻管Mgm11和第二负阻管Mgm12交叉耦合连接,且第一负阻管Mgm11的源极和第二负阻管Mgm12的源极通过尾电流管Msr1共接到偏置电路获得偏置电流。
可变电容设有控制电压输入端和两个信号输出端,电容阵列设有频选信号输入端和两个信号输出端。可变电容的两个信号输出端和电容阵列的两个信号输出端均分别连接压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端。可变电容的控制电压输入端接入控制电压VCTRL,4位子频带选择信号B3~B0接入电容阵列的频选信号输入端。
压控振荡器核心部分具有第一输出端和第二输出端,则两个压控振荡器核心部分的输出端构成宽带正交压控振荡器的四个输出端Ip、Qp、In和Qn并分别用于输出时钟信号。
四个耦合支路与宽带正交压控振荡器的四个输出端Ip、Qp、In和Qn一一对应,每一个耦合支路包括三个动态级联在供电端VDD和对应的宽带正交压控振荡器输出端之间的三个耦合管,耦合管均采用PMOS管。耦合支路中,两个耦合管的栅极分别连接另一个压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端,剩余一个耦合管的栅极接地作为源极负反馈电阻使用。
参照图2b,结合第一个压控振荡器核心部分对耦合支路进行说明。第一压控振荡器的第一输出端和第二输出端即为宽带正交压控振荡器的输出端Ip、In,第二个压控振荡器的第一输出端和第二输出端即为宽带正交压控振荡器的输出端Qp、Qn。对应输出端Ip、In的耦合支路为第一耦合支路和第二耦合支路。第一耦合支路包括耦合管Mcp11、Mcp21和Mcp31,其中,耦合管Mcp31源极连接供电端VDD,其漏极连接耦合管Mcp21源极,耦合管Mcp21漏极连接耦合管Mcp11源极,耦合管Mcp11漏极连接输出端Ip,故而,耦合管Mcp11、Mcp21和Mcp31动态级联在供电端VDD和输出端Ip之间。耦合管Mcp21的栅极和耦合管Mcp11的栅极分别连接从第二个压控振荡器引出的输出端Qp、Qn,耦合管Mcp31的栅极接地。第二耦合支路包括耦合管Mcp12、Mcp22和Mcp32,其中,耦合管Mcp32源极连接供电端VDD,其漏极连接耦合管Mcp22源极,耦合管Mcp22漏极连接耦合管Mcp12源极,耦合管Mcp12漏极连接输出端In,故而,耦合管Mcp12、Mcp22和Mcp32动态级联在供电端VDD和输出端In之间。耦合管Mcp22的栅极和耦合管Mcp12的栅极分别连接从第二个压控振荡器引出的输出端Qp、Qn,耦合管Mcp32的栅极接地。
各耦合支路向对应的宽带正交压控振荡器的输出端注入峰值电流。本实施方式中,四个耦合支路分别向输出端Ip、In、Qp和Qn注入峰值电流Icpp1、Icpn1、Icpp2和Icpn2。
本实施方式中,压控振荡器核心部分在4位子频带选择信号B3~B0和控制电压VCTRL的调整下通过片上电感电容谐振腔谐振后由第一输出端和第二输出端输出相位相反的电压信号。在耦合支路作用下,两个压控振荡器核心部分输出的电压信号相互耦合,从而输出端Ip、In、Qp和Qn最终输出四路低噪声低相位误差的正交时钟信号。
偏置电路包括偏置电流源Ibias、镜像管Msr0、电阻R0和电容C0。其中,镜像管Msr0采用PMOS管,其源极连接供电端VDD,其漏极连接第一偏置电流源Ibias,第一偏置电流源Ibias另一端接地。镜像管Msr0栅极连接电阻R0第一端并连接镜像管Msr0漏极,电容C0两端分别连接电阻R0第二端和供电端VDD,电阻R0和电容C0配合形成一阶RC滤波电路。
压控振荡器核心部分的尾电流管Msr1采用PMOS管,其源极连接供电端VDD,其栅极连接偏置电路中电阻R0的第二端,其漏极连接负阻网络中两个负阻管的源极。偏置电流源Ibias通过镜像管Msr0和一阶RC滤波电路向尾电流管Msr1提供微电流,从而负阻网络工作。
参照图3,本实施方式中,可变电容包括第一电容管Mva1和第二电容管Mva2,第一电容管Mva1的源极、漏极和第二电容管Mva2的源极、漏极共连并接入控制电压VCTRL,第一电容管Mva1的栅极和第二电容管Mva2的栅极分别连接到压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端。可变电容在控制电压VCTRL控制下对压控振荡器核心部分的第一输出端的电压信号和第二输出端的电压信号进行调整。
参照图4,数控电容阵列由多个固定电容阵列组成,且固定电容阵列的数量与子频带选择信号的位数N对应。例如,本实施方式中,子频带选择信号选用4位信号B3~B0,则,数控电容阵列由四个固定电容阵列组成。
每一个固定电容阵列由第一电容Cb10、第二电容Cb20、开关管Ms10、第一偏置管Ms20、第二偏置管Ms30、第三偏置管Ms40和第四偏置管Ms50。其中,开关管Ms10、第一偏置管Ms20和第二偏置管Ms30均采用NMOS管,第三偏置管Ms40和第四偏置管Ms50均采用PMOS管。第一电容Cb10的第一端连接第三偏置管Ms40的源极并与压控振荡器核心部分的第一输出端连接,第一电容Cb10的第二端分别连接开关管Ms10的漏极、第一偏置管Ms20的漏极和第三偏置管Ms40的漏极。第二电容Cb20的第一端分别连接开关管Ms10的源极、第二偏置管Ms30的漏极和第四偏置管Ms50的漏极,第二电容Cb20的第二端连接第四偏置管Ms50的源极并与压控振荡器核心部分的第二输出端连接。第一偏置管Ms20的源极和第二偏置管Ms30的源极均接地。第一偏置管Ms20、第二偏置管Ms30、第三偏置管Ms40和第四偏置管Ms50分别在开关管Ms10导通和断开两种状态下为第一电容Cb10和第二电容Cb20提供偏置电压。
固定电容阵列中,开关管Ms10、第一偏置管Ms20、第二偏置管Ms30、第三偏置管Ms40和第四偏置管Ms50的栅极共连作为频选信号输入端用于接入1路子频带选择信号。本实施方式中,四个固定电容阵列与4位子频带选择信号B0、B1、B2、B3一一对应,各固定电容阵列的频选信号输入端分别引入对应的子频带选择信号。
本实施方式中,数控电容阵列包含的四个固定电容阵列并联在压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端之间,从而在4位子频带选择信号B3~B0的的作用下,对压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端的电压信号进行调整。
本发明实施例利用40nm CMOS工艺实现,电源电压VDD=1.1V,正交压控振荡器输出的正交时钟信号Ip、Qp、In和Qn的中心频率为3GHz,基于上述电路进行了实验。
参见图5,图中所示为本实施方式提供的一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器的16个子频带压控曲线图,所述正交压控振荡器在4位数字控制端B3、B2、B1和B0的粗调节和控制电压VCTRL的细调节下,可覆盖频率范围2.3GHz到3.8GHz调谐范围约为53%,说明本实施方式提供的正交压控振荡器可实现宽频率范围输出。
参见图6,图中所示为本实施方式提供的一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器输出时钟的相位噪声曲线图,正交压控振荡器输出的时钟信号在1MHz频率处的相位噪声为-118dBC/Hz,说明本该正交压控振荡器输出的正交时钟信号具有良好的噪声性能。
参见图7,图中所示为本实施方式提供的一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器输出的正交时钟波形图,正交压控振荡器输出的正交时钟信号Ip、Qp、In和Qn在输出频率3GHz附近处的平均相位误差为0.015°,说明该正交压控振荡器输出的正交时钟信号之间具有精确的相位关系。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,其特征在于,包括:两个压控振荡器核心部分、四个耦合支路和一个偏置电路;压控振荡器核心部分、四个耦合支路和一个偏置电路均由供电端(VDD)供电;
每个压控振荡器核心部分设有第一输出端和第二输出端,第一输出端和第二输出端用于输出反向电压信号;两个压控振荡器核心部分共四个输出端作为为该宽带正交压控振荡器的四个输出端Ip、Qp、In和Qn;
四个耦合支路与两个压控振荡器核心部分的输出端一一对应,且各耦合支路连接在供电端(VDD)和对应的压控振荡器核心部分的输出端之间,其获取另一个压控振荡器核心部分输出的两个电压信号并产生峰值电流耦合到对应的压控振荡器核心部分的输出端;
偏置电路分别连接两个压控振荡器核心部分,并向两个压控振荡器核心部分提供尾电流;
压控振荡器核心部分通过供电端(VDD)和尾电流获得电信号,并在N位子频带选择信号和控制电压(VCTRL)的调整下产生两路电压信号分别通过第一输出端和第二输出端输出,在耦合支路作用下,两个压控振荡器核心部分输出的电压信号相互耦合,输出端Ip、In、Qp和Qn获得四路正交时钟信号;
压控振荡器核心部分由尾电流管、负阻网络、片上电感电容谐振腔、可变电容和数控电容阵列构成;
负阻网络、片上电感电容谐振腔、可变电容和数控电容阵列构成并联在压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端之间;片上电感电容谐振腔谐振于预设的工作频率,负阻网络通过尾电流管连接偏置电路获得尾电流并为压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端提供电压,可变电容和数控电容阵列分别接入控制电压(VCTRL)和N位子频带选择信号对压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端输出的电压信号进行调整。
2.如权利要求1所述的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,其特征在于,片上电感电容谐振腔由一个电感和一个并联在电感两端的电容组成,电感两端分别连接压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端,电感的中间抽头接地。
3.如权利要求1所述的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,其特征在于,负阻网络由第一负阻管(Mgm11)和第二负阻管(Mgm12)组成,第一负阻管(Mgm11)和第二负阻管(Mgm12)均为PMOS管,且第一负阻管(Mgm11)和第二负阻管(Mgm12)交叉耦合连接,第一负阻管(Mgm11)的源极和第二负阻管(Mgm12)的源极通过尾电流管(Msr1)共接到偏置电路获得偏置电流。
4.如权利要求1所述的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,其特征在于,可变电容包括第一电容管(Mva1)和第二电容管(Mva2),第一电容管(Mva1)的源极、漏极和第二电容管(Mva2)的源极、漏极共连并接入控制电压(VCTRL),第一电容管(Mva1)的栅极和第二电容管(Mva2)的栅极分别连接到压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端。
5.如权利要求1所述的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,其特征在于,数控电容阵列由多个结构相同的固定电容阵列组成,多个固定电容阵列并联在压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端之间,固定电容阵列的数量与子频带选择信号的位数N对应,N位子频带选择信号分别接入多个固定电容阵列对压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端的电压信号进行调整。
6.如权利要求5所述的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,其特征在于,固定电容阵列由第一电容(Cb10)、第二电容(Cb20)、开关管(Ms10)、第一偏置管(Ms20)、第二偏置管(Ms30)、第三偏置管(Ms40)和第四偏置管(Ms50);其中,开关管(Ms10)、第一偏置管(Ms20)和第二偏置管(Ms30)均采用NMOS管,第三偏置管(Ms40)和第四偏置管(Ms50)均采用PMOS管;第一电容(Cb10)的第一端连接第三偏置管(Ms40)的源极并与压控振荡器核心部分的第一输出端连接,第一电容(Cb10)的第二端分别连接开关管(Ms10)的漏极、第一偏置管(Ms20)的漏极和第三偏置管(Ms40)的漏极;第二电容(Cb20)的第一端分别连接开关管(Ms10)的源极、第二偏置管(Ms30)的漏极和第四偏置管(Ms50)的漏极,第二电容(Cb20)的第二端连接第四偏置管(Ms50)的源极并与压控振荡器核心部分的第二输出端连接;第一偏置管(Ms20)的源极和第二偏置管(Ms30)的源极均接地;
开关管(Ms10)、第一偏置管(Ms20)、第二偏置管(Ms30)、第三偏置管(Ms40)和第四偏置管(Ms50)的栅极共连作为频选信号输入端用于接入1路子频带选择信号;开关管(Ms10)在子频带选择信号的控制下导通或断开,第一偏置管(Ms20)、第二偏置管(Ms30)、第三偏置管(Ms40)和第四偏置管(Ms50)分别在开关管(Ms10)导通和断开两种状态下为第一电容(Cb10)和第二电容(Cb20)提供偏置电压。
7.如权利要求1所述的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,其特征在于,偏置电路包括偏置电流源(Ibias)、镜像管(Msr0)、电阻(R0)和电容(C0);其中,镜像管(Msr0)采用PMOS管,其源极连接供电端(VDD),其漏极连接第一偏置电流源(Ibias),第一偏置电流源(Ibias)另一端接地;镜像管(Msr0)栅极连接电阻(R0)第一端并连接镜像管(Msr0)漏极,电容(C0)两端分别连接电阻(R0)第二端和供电端(VDD),电阻(R0)和电容(C0)配合形成一阶RC滤波电路,电阻(R0)第二端还连接尾电流管(Msr1),第一偏置电流源(Ibias)通过镜像管(Msr0)和一阶RC滤波电路为压控振荡器核心部分提供尾电流。
8.如权利要求7所述的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,其特征在于,尾电流管(Msr1)采用PMOS管,其源极连接供电端(VDD),其栅极连接电阻(R0)第二端,其漏极连接负阻网络。
9.如权利要求1所述的低噪声低相位误差的宽带正交压控振荡器,其特征在于,每一个耦合支路包括三个动态级联在供电端(VDD)和对应的压控振荡器核心部分的输出端之间的三个耦合管,耦合管均采用PMOS管;耦合支路中,两个耦合管的栅极分别连接另一个压控振荡器核心部分的第一输出端和第二输出端,剩余一个耦合管的栅极接地作为源极负反馈电阻。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106712719A (zh) * 2016-12-05 2017-05-24 中国科学技术大学 低功耗低相位噪声的正交电感电容压控振荡器
CN108667428A (zh) * 2018-08-14 2018-10-16 广东工业大学 一种宽带压控振荡器
CN109525198B (zh) * 2018-12-15 2024-04-23 华南理工大学 一种自带相移的正交压控振荡器电路
US20220200781A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-23 Intel Corporation Wide-range inductor-based delay-cell and area efficient termination switch control
CN112865790B (zh) * 2020-12-31 2023-01-24 北京理工大学 一种超宽带低噪声快速起振频率源
CN115425949A (zh) * 2022-07-14 2022-12-02 中国科学技术大学 压控振荡器及基于其的时钟发生器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101183851A (zh) * 2007-12-13 2008-05-21 复旦大学 一种可降低闪烁噪声的lc正交压控振荡器
CN103208991A (zh) * 2013-03-06 2013-07-17 中国科学技术大学 一种基于电感偏置的压控振荡器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101183851A (zh) * 2007-12-13 2008-05-21 复旦大学 一种可降低闪烁噪声的lc正交压控振荡器
CN103208991A (zh) * 2013-03-06 2013-07-17 中国科学技术大学 一种基于电感偏置的压控振荡器

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