CN106233618A - 串联谐振振荡器 - Google Patents

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Abstract

一种振荡器电路(100)包括第一储能电路(T1)，第一储能电路(T1)包括串联耦合在第一电压轨(14)与第一驱动节点(12)之间的电感性元件(L)和电容性元件(C)。反馈级(F)耦合到第一储能电路(T1)的第一储能输出(13)并且耦合到第一驱动节点(12)。反馈级(F)被布置为响应于存在于第一储能输出(13)处的第一振荡储能电压而生成与电感性元件(L)和电容性元件(C)中流动的第一振荡储能电流同相的在第一驱动节点(12)处的第一振荡驱动电压，由此使得振荡器(100)以电感性元件(L)和电容性元件(C)的串联谐振模式来振荡。

Description

串联谐振振荡器
技术领域
本公开涉及振荡器电路、操作振荡器电路的方法、以及包括振荡器电路的无线通信设备。
背景技术
本领域中已知且在集成电路芯片中实施的谐波振荡器包括一般称为储能(tank)的电感器和电容器，其操作在储能的谐振频率。通常，这种振荡器将脉冲波形注入到储能中，储能滤除较高的电流谐波并且在其输出处生成正弦电压波形。储能包括并联耦合的电感器和电容器，并且以并联谐振模式操作，其中并联阻抗(也就是，并联耦合的电感器和电容器的阻抗)为高，而从相对低的偏置电流生成相对高的振荡电压。
在一些应用中，例如在无线通信装置中，需要具有极低相位噪声结合低功耗的振荡器。这种组合是难以实现的，特别是在可用的电源电压Vdd为低时，而现今的纳米互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺通常是这种情况。增加振荡电压摆幅能够减少振荡器的相位噪声。然而，传统的振荡器被它们能够提供的最大电压摆幅(其范围从2Vdd的峰值单端电压至3Vdd)限制，后者在所谓的D类振荡器中是可能的。减小电感器的电感和增大电容器的电容也能够减少相位噪声。然而，如果所要求的电感非常小，例如数十皮亨，则这种方法可能变得难以管理，这归因于集成电路的开始起到主导作用的寄生电感和电阻。此外，非常小的电感器的品质因数低于针对较大电感器的品质因数，这对于给定的相位噪声电平引起更高的功耗。
图1图示了采用并联谐振模式的典型克拉普(Clapp)振荡器。参考图1，克拉普振荡器具有第一储能TA，第一储能TA包括第一电感器LA和第一电容器CA。第一电感器LA和第一电容器CA串联耦合到第一晶体管QA的漏极。为了提供差分储能电压VOUT，克拉普振荡器还具有第二储能TB，第二储能TB包括第二电感器LB和第二电容器CB。第二电感器LB和第二电容器CB串联耦合到第二晶体管QB的漏极。第一和第二晶体管QA、QB使它们的栅极偏置恒定的偏置电压VDC。克拉普振荡器为电流模式振荡器，这意味着第一和第二晶体管QA、QB操作为跨导器，而提供电压至电流转换，并且向它们各自的第一和第二储能TA、TB递送大电流而不加载储能。因此，每个跨导器必须具有高并联阻抗。虽然第一和第二储能TA、TB具有串联耦合的电感器和电容器，但是克拉普振荡器不在串联耦合的电感器和电容器的串联谐振频率处振荡。替代地，克拉普振荡器在由储能中的全部电抗组件(包括第一和第二晶体管QA、QB的漏极与源极之间以及源极与接地之间的电容)确定的频率处振荡。图1中还表示了这些电容。对于向第一和第二晶体管QA、QB的源极供给的给定偏置电流，振荡幅度与偏置电流和等效并联储能电阻成比例。因此，对于图1中所图示的具有由第一和第二电流源IA、IB提供的偏置电流IBIAS的电流模式克拉普振荡器，储能电压VOUT的幅度能够表达为：
VOUT＝k.IBIAS.RPEQ (1)
其中RPEQ为储能中的每个储能的等效并联电阻，其与储能中的每个储能的品质因数Q成比例，并且k为比例因子。在克拉普振荡器中，储能中的每个储能的并联电阻通过漏极与源极之间以及源极与接地之间的电容性抽头而被晶体管源极处的反馈所恶化。
存在对于改进的振荡器的要求。
发明内容
根据第一方面，提供了一种振荡器电路，该振荡器电路包括：
第一储能电路，包括串联耦合在电压轨与第一驱动节点之间的电感性元件和电容性元件；以及
反馈级，耦合到第一储能电路的第一储能输出并且耦合到第一驱动节点；
其中反馈级被布置为响应于存在于第一储能输出处的第一振荡储能电压来生成与电感性元件和电容性元件中流动的振荡储能电流同相的在第一驱动节点处的第一振荡驱动电压，由此使得振荡器电路以电感性元件和电容性元件的串联谐振模式来振荡。
根据第二方面，提供了一种操作振荡器电路的方法，该振荡器电路包括第一储能电路，第一储能电路包括串联耦合在电压轨与第一驱动节点之间的电感性元件和电容性元件，该方法包括：响应于存在于第一储能输出处的第一振荡储能电压来生成第一驱动节点处的第一振荡驱动电压，其中第一振荡驱动电压与电感性元件和电容性元件中流动的振荡储能电流同相，由此使得振荡器以电感性元件和电容性元件的串联谐振模式来振荡。
因此，振荡器电路为电压驱动的并且以串联谐振模式振荡。这使能仅利用低电源电压的高振荡幅度，这使能低相位噪声。
以下实施例提供了用于实施振荡器电路和操作振荡器电路的方法的不同的低复杂度解决方案。
反馈级可以被布置为生成具有基本上矩形波形的第一振荡驱动电压。这一特征使得开关设备能够被使用，由此使能低功耗。
在振荡器电路的第一优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成与第一振荡驱动电压同相的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括第一驱动器，第一驱动器被布置为响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。相似地，方法的第一优选实施例可以包括：生成与第一振荡驱动电压同相的第一振荡储能电压；以及响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。第一优选实施例使得单端振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第一优选实施例的变体中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成与第一振荡驱动电压异相一百八十度的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括第一驱动器，第一驱动器被布置为响应于第一振荡储能电压而通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压异相一百八十度的第一振荡驱动电压。相似地，方法的第一优选实施例的变体可以包括：响应于第一振荡驱动电压来生成与第一振荡驱动电压异相一百八十度的第一振荡储能电压；以及响应于第一振荡储能电压而通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压异相一百八十度反相的第一振荡驱动电压。该变体使得单端振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第二优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成与第一振荡驱动电压同相的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成与第二振荡驱动电压同相的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第二振荡储能电压来生成第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第二优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成与第一振荡驱动电压同相的第一振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成与第二振荡驱动电压同相的第二振荡储能电压；以及
通过将信号反相应用到第二振荡储能电压来生成第一振荡驱动电压。
第二优选实施例使得平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成。第一和第二储能电路的使用使得准确的相位差能够以低复杂度方式被提供。
在振荡器电路的第二优选实施例的第一变体中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成与第一振荡驱动电压异相一百八十度的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成与第二振荡驱动电压同相的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第二优选实施例的第一变体可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成与第一振荡驱动电压异相一百八十度的第一振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成与第二振荡驱动电压同相的第二振荡储能电压；以及
生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
这种第一变体使得平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成，并且使得准确的相位差能够以低复杂度被提供。
在振荡器电路的第二优选实施例的第二变体中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成与第一振荡驱动电压异相一百八十度的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成与第二振荡驱动电压异相一百八十度的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第二优选实施例的第二变体可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成与第一振荡驱动电压异相一百八十度的第一振荡储能电压；
响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成与第二振荡驱动电压异相一百八十度的第二振荡储能电压；以及
响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
这种第二变体使得平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成，并且使得准确的相位差能够以低复杂度被提供。
在振荡器电路的第一和第二优选实施例和它们的变体中，第一储能电路可以包括传感器设备，该传感器设备被布置为响应于第一振荡储能电流来生成第一振荡储能电压。相似地，方法的第一和第二优选实施例和它们的变体可以包括：响应于第一振荡储能电流在传感器设备中生成第一振荡储能电压。传感器设备可以包括与电压轨和第一驱动节点之间的第一电感性元件和第一电容性元件串联耦合的电阻性元件和变压器之一。备选地，传感器设备可以磁耦合到第一电感性元件，以用于响应于第一振荡储能电流而通过磁感应来生成第一振荡储能电压。这些特征使得反馈能够以低复杂度方式被提供。
在振荡器电路的第三优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：相移级，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；以及第一驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第一中间振荡电压来生成第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第三优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压；
通过将九十度的相位滞后应用到第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；以及
通过将信号反相应用到第一中间振荡电压来生成第一振荡驱动电压。
第三优选实施例使得正交相关信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第四优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：相移级，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；以及第一驱动器，被布置为响应于第一中间振荡电压并且与之同相地生成第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第四优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压；
通过将九十度的相位滞后应用到第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；以及
响应于第一中间振荡电压并且与之同相地生成第一振荡驱动电压。
第四优选实施例使得正交相关信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第五优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第一相移电路，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；
第二驱动器，被布置为响应于第一中间振荡电压来生成与第一中间振荡电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；
第二相移电路，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到第二振荡储能电压来生成第二中间振荡电压；以及
第一驱动器，被布置为响应于第二中间振荡电压来生成与第二中间振荡电压同相的第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第五优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压；
通过将九十度的相位滞后应用到第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；
响应于第一中间振荡电压来生成与第一中间振荡电压同相的第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；
通过将九十度的相位滞后应用到第二振荡储能电压来生成第二中间振荡电压；以及
响应于第二中间振荡电压来生成与第二中间振荡电压同相的第一振荡驱动电压。
第五优选实施例使得平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第六优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第一相移电路，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；
第二驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第一中间振荡电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；
第二相移电路，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到第二振荡储能电压来生成第二中间振荡电压；以及
第一驱动器，被布置为响应于第二中间振荡电压来生成与第二中间振荡电压同相的第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第六优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第一相移器，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；
第二驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第一中间振荡电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；
第二相移器，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到第二振荡储能电压来生成第二中间振荡电压；以及
第一驱动器，被布置为响应于第二中间振荡电压来生成与第二中间振荡电压同相的第一振荡驱动电压。
第六优选实施例使得平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第七优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第七优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；以及
响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
第七优选实施例使得平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第八优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第八优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；以及
响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
第八优选实施例使得正交相关信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第九优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第九优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压；
响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；以及
响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
第九优选实施例使得正交相关振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第十优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；
第三驱动器，被布置为响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第三振荡驱动电压；
第三储能电路，被布置为响应于第三振荡驱动电压来生成具有比第三振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第三振荡储能电压；
第四驱动器，被布置为响应于第三振荡储能电压来生成与第三振荡储能电压同相的第四振荡驱动电压；
第四储能电路，被布置为响应于第四振荡驱动电压来生成具有比第四振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为响应于第四振荡储能电压来生成与第四振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第十优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压；
响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；
响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第三振荡驱动电压；
响应于第三振荡驱动电压来生成具有比第三振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第三振荡储能电压；
响应于第三振荡储能电压来生成与第三振荡储能电压同相的第四振荡驱动电压；
响应于第四振荡驱动电压来生成具有比第四振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
响应于第四振荡储能电压来生成与第四振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
第十优选实施例使得正交相关平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第十一优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；
第三驱动器，被布置为响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第三振荡驱动电压；
第三储能电路，被布置为响应于第三振荡驱动电压来生成具有比第三振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第三振荡储能电压；
第四驱动器，被布置为响应于第三振荡储能电压来生成与第三振荡储能电压同相的第四振荡驱动电压；
第四储能电路，被布置为响应于第四振荡驱动电压来生成具有比第四振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为响应于第四振荡储能电压来生成与第四振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第十一优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压；
响应于第一振荡储能电压来生成与第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；
响应于第二振荡储能电压来生成与第二振荡储能电压同相的第三振荡驱动电压；
响应于第三振荡驱动电压来生成具有比第三振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第三振荡储能电压；
响应于第三振荡储能电压来生成与第三振荡储能电压同相的第四振荡驱动电压；
响应于第四振荡驱动电压来生成具有比第四振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
响应于第四振荡储能电压来生成与第四振荡储能电压同相的第一振荡驱动电压。
第十一优选实施例使得正交相关平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第十和第十一优选实施例中，第一驱动器可以包括：
第一晶体管，具有耦合到第一电源轨的漏极、耦合到第一驱动器的输出的源极、以及通过第一耦合电容器耦合到第一驱动器的输入的栅极；以及第二晶体管，具有耦合到第一驱动器的输出的漏极、耦合到第二电源轨的源极、以及通过第一电阻器耦合到第一电源轨的栅极；
并且第三驱动器可以包括：
第三晶体管，具有耦合到第一电源轨的漏极、耦合到第三驱动器的输出的源极、以及通过第二耦合电容器耦合到第三驱动器的输入的栅极；以及第四晶体管，具有耦合到第三驱动器的输出的漏极和通过第二电阻器耦合到第一电源轨的源极；
其中第一晶体管的栅极耦合到第四晶体管的栅极，并且第三晶体管的栅极耦合到第二晶体管的栅极；并且其中第一、第二、第三和第四晶体管为n沟道互补金属氧化物硅(CMOS)晶体管。
使用n沟道CMOS晶体管而不是p沟道CMOS晶体管用于将第一和第三储能电路耦合到第三电源轨使得晶体管能够以更少的集成电路芯片面积和更少的寄生电容被实施。
在振荡器电路的第十二优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；
第三驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第二振荡储能电压来生成第三振荡驱动电压；
第三储能电路，被布置为响应于第三振荡驱动电压来生成具有比第三振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第三振荡储能电压；
第四驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第三振荡储能电压来生成第四振荡驱动电压；
第四储能电路，被布置为响应于第四振荡驱动电压来生成具有比第四振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第四振荡储能电压来生成第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第十二优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第一振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第二振荡储能电压来生成第三振荡驱动电压；
响应于第三振荡驱动电压来生成具有比第三振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第三振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第三振荡储能电压来生成第四振荡驱动电压；
响应于第四振荡驱动电压来生成具有比第四振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
通过将信号反相应用到第四振荡储能电压来生成第一振荡驱动电压。
第十二优选实施例使得正交相关平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第十三优选实施例中，第一储能电路可以被布置为响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压，并且反馈级可以包括：
第二驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路，被布置为响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；
第三驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第二振荡储能电压来生成第三振荡驱动电压；
第三储能电路，被布置为响应于第三振荡驱动电压来生成具有比第三振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第三振荡储能电压；
第四驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第三振荡储能电压来生成第四振荡驱动电压；
第四储能电路，被布置为响应于第四振荡驱动电压来生成具有比第四振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
第一驱动器，被布置为通过将信号反相应用到第四振荡储能电压来生成第一振荡驱动电压。
相似地，方法的第十三优选实施例可以包括：
响应于第一振荡驱动电压来生成具有比第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第一振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
响应于第二振荡驱动电压来生成具有比第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第二振荡储能电压来生成第三振荡驱动电压；
响应于第三振荡驱动电压来生成具有比第三振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第三振荡储能电压；
通过将信号反相应用到第三振荡储能电压来生成第四振荡驱动电压；
响应于第四振荡驱动电压来生成具有比第四振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
通过将信号反相应用到第四振荡储能电压来生成第一振荡驱动电压。
第十三优选实施例使得正交相关平衡振荡信号能够以低复杂度方式被生成。
在振荡器电路的第三、第五、第六、第七、第十和第十二优选实施例中，电容性元件可以耦合在第一驱动节点与第一储能输出之间，并且电感性元件可以耦合在第一储能输出与第一电压轨之间。
在振荡器电路的第一、第二、第四、第八、第九、第十一和第十三优选实施例中，电感性元件可以耦合在第一驱动节点与第一储能输出之间，并且电容性元件可以耦合在第一储能输出与第一电压轨之间。
第三至第九优选实施例可以包括耦合在第一储能输出与第二储能输出之间的可变电容元件。这一特征使得振荡频率能够被改变。
在第十和第十一优选实施例中，第二驱动器可以包括：
第五晶体管，具有耦合到第三电源轨的漏极、耦合到第二驱动器的输出的源极、以及通过第三耦合电容器耦合到第二驱动器的输入的栅极；以及
第六晶体管，具有耦合到第二驱动器的输出的漏极、耦合到第四电源轨的源极、以及通过第三电阻器耦合到第三电源轨的栅极；
第四驱动器可以包括：
第七晶体管，具有耦合到第三电源轨的漏极、耦合到第四驱动器的输出的源极、以及通过第四耦合电容器耦合到第四驱动器的输入的栅极；以及
第八晶体管，具有耦合到第四驱动器的输出的漏极、耦合到第四电源轨的源极、以及通过第四电阻器耦合到第三电源轨的栅极；
其中第五晶体管的栅极可以耦合到第八晶体管的栅极，并且第七晶体管的栅极可以耦合到第六晶体管的栅极；并且
其中第五、第六、第七和第八晶体管可以为n沟道CMOS晶体管。
使用n沟道CMOS晶体管而不是p沟道CMOS晶体管用于将第二和第四储能电路耦合到第三电源轨并且用于将第五和第七晶体管耦合到第五电源轨，使得晶体管能够以更少的集成电路芯片面积和更少的寄生电容被实施。
在振荡器电路的第二以及第五至第九优选实施例和它们的变体中，第一储能电路和第二储能电路可以具有相等的谐振频率。在振荡器电路的第十至第十三优选实施例中，第一、第二、第三和第四储能电路可以具有相等的谐振频率。这些特征使能高功率效率。
在振荡器电路的第二以及第五至第九优选实施例和它们的变体中，第一储能电路和第二储能电路可以具有相等的电容和相等的电感。在振荡器电路的第十至第十三优选实施例中，第一、第二、第三和第四储能电路可以具有相等的电容和相等的电感。这些特征使能谐振频率的密切匹配。
还提供了一种包括根据第一方面的振荡器电路的无线通信设备。
参考附图通过仅为示例的方式来描述优选实施例。
附图说明
图1是现有技术振荡器的示意图。
图2是图示了采用电压驱动串联谐振的振荡器的操作原理的示意图。
图3是振荡器电路的示意图。
图4至图8是图示了储能电路的不同储能配置的示意图。
图9至图18是振荡器电路的示意图。
图19是驱动器的示意图。
图20是具有用于调谐的供应的振荡器电路的示意图。
图21是作为用于参考图18描述的振荡器电路的频率的函数的相位噪声的曲线图。
图22是无线通信装置的示意图。
具体实施方式
在以下描述中，公开了一种振荡器拓扑，其采用电感器与电容器之间的串联谐振而不是传统振荡器的并联谐振，并且其中由电感器和电容器形成的储能为电压驱动的。参考图2来描述采用电压驱动或电压模式串联谐振的振荡器电路的操作原理。参考图2，电感器或电感性元件L和电容器或电容性元件C串联耦合，并且由此构成储能电路T或谐振器。电感性元件L耦合在位于接地电位的电压轨与接点1之间，并且电容性元件C耦合在接点1与驱动节点2之间。因此，电感性元件L和电容性C在接点1处耦合在一起。如果正弦驱动或激励电压VD＝Vdd.sin(ωt)(其中Vdd为由电源节点5供给的电压，ω为串联耦合的电感性元件L和电容性元件C的单位为弧度每秒的谐振频率，并且t为时间)由电压生成器G施加于驱动节点2处，则在接点1处生成储能电压VT＝Q.Vdd.sin(ωt-π/2)(其中Q为串联耦合的电感性元件L和电容性元件C的品质因数)。因此，储能电压VT的幅度为驱动电压VD的幅度的Q倍，并且在相位上相对于驱动电压VD位移(也就是，延迟)π/2弧度(也就是，90°)。通常，对于现今的集成电路工艺，品质因数Q能够为十，并且因此储能电压VT能够在驱动电压VD为小时为高。驱动电压VD为正弦并不是必要的，并且备选地，它可以具有例如方形或矩形波形，或者是具有有限上升和下降时间的近似方形或矩形波形。
对于图2中所图示的电压模式串联谐振振荡器，储能电压VT的幅度能够表达为：
k.ωL.Vdd/RSEQ＝k.Q.VBIAS (2)
其中ωL为电感性元件L在谐振频率ω处的阻抗，Vdd为由电源节点5确定的、驱动串联谐振的驱动电压VD的幅度，RSEQ为等效串联储能电阻，Q为包括电感性元件L和电容性元件C的储能的品质因数，并且k为比例因子。
等式(1)与(2)之间的比较揭示了电压模式串联谐振振荡器与电流模式并联谐振振荡器之间的显著不同。在电流模式并联谐振振荡器中，振荡幅度与偏置电流IBIAS成比例，并且如果储能品质因数Q为高(也就是，如果并联储能电阻为高)，则偏置电流IBIAS为低。此外，电流模式并联谐振振荡器的电源电压限制了最大振荡幅度。在电压模式串联谐振振荡器中，如果储能品质因数Q为高(也就是，串联储能电阻为低)，则从电源汲取的电流为高，并且振荡幅度也为高，储能品质因数Q与串联储能电阻成反比。此外，在电压模式串联谐振振荡器中，没有由电源电压Vdd的值对振荡的幅度强加的直接限制，如果储能品质因数Q足够高，则在存在非常低的电源电压时这使能非常高的振荡幅度。这能够使能振荡器的非常低的相位噪声，尽管具有来自电源的大电流。
继续参考图2，驱动电压VD和储能电压VT具有正交的相位关系或者更简洁地表达为正交。特别地，驱动电压VD的相位超前储能电压VT的相位90°。换言之，驱动电压VD的相位滞后储能电压VT的相位90°。然而，如下文描述的，可以使用储能的备选配置，其中不同的相位关系应用在驱动电压VD与储能电压VT之间。在采用储能的串联谐振的振荡器电路的特定实施例中，振荡器电路它本身能够提供驱动电压VD。例如，驱动电压VD能够从储能电压VT或者通过接通和断开电源电压Vdd而被生成。在驱动电压VD从储能电压VT被生成的场合，有必要确保储能电压VT与驱动电压VD之间的所要求的相位关系，以便提供正反馈以维持振荡。
参考图3，振荡器电路100包括第一储能电路T1和反馈(FB)级F。第一储能电路T1具有：第一驱动节点12，在第一驱动节点12处，第一振荡驱动电压VD1施加于第一储能电路T1；以及第一储能输出13，在第一储能输出13处，第一振荡储能电压VT1从第一储能电路T1被递送。图3的第一储能电路T1可以具有第一驱动节点12与电压轨14之间串联耦合的电感性元件L和电容性元件C的若干备选储能配置(它们在下文被描述)之一。反馈级F具有：输入17，输入17耦合到第一储能输出13以用于接收第一振荡储能电压VT1；以及输出18，输出18耦合到第一驱动节点12以用于向第一驱动节点12递送第一振荡驱动电压VD1。反馈级F具有如下文所描述的不同反馈配置之一，并且被布置为响应于第一振荡储能电压VT1来生成与在第一驱动节点12和电压轨14之间的电感性元件L和电容性元件C中流动的振荡储能电流IT同相的第一振荡驱动电压VD1，由此使得振荡器电路100以电感性元件L和电容性元件C的串联谐振模式来振荡。
参考图4至图8来描述第一储能电路T1的储能配置。在这些储能配置中的每个储能配置中，电容性元件C和电感性元件L串联耦合在第一驱动节点12与电压轨14之间，电压轨14可以处于接地电位或另一电位。
参考图4，第一储能电路T1的第一储能配置具有耦合在第一驱动节点12与接点11之间的电容性元件C、以及耦合在接点11与电压轨14之间的电感性元件L。因此，这种第一储能配置对应于图2中所图示的储能电路T的配置。接点11耦合到第一储能输出13。在这种第一储能配置中，存在于第一储能输出13处的第一振荡储能电压VT1具有滞后第一振荡驱动电压VD1的相位90°的相位。
参考图5，第一储能电路T1的第二储能配置具有耦合在第一驱动节点12与接点11之间的电感性元件L、以及耦合在接点11与电压轨14之间的电容性元件C。接点11耦合到第一储能输出13。因此，这种第二储能配置对应于图4中所图示的第一储能配置，但是电感性元件L与电容性元件C的位置被调换。在这种第二储能配置中，第一振荡储能电压VT1具有超前第一振荡驱动电压VD1的相位90°的相位。
参考图6，第一储能电路T1的第三储能配置具有与第一驱动节点12和电压轨14之间的电感性元件L和电容性元件C串联耦合的传感器设备S。特别地，传感器设备S耦合在电感性元件L与电容性元件C之间，但是在第三储能配置的未图示的变体中，传感器设备S可以替代地耦合在第一驱动节点12与电容性元件C之间，或者在电感性元件L与电压轨14之间。在第三储能配置的另外的未图示的变体中，电感性元件L与电容性元件C的位置可以被调换，以使得传感器设备S耦合在电感性元件L与电容性元件C之间，电容性元件C耦合在电压轨14与传感器设备S之间，并且电感性元件L耦合在第一驱动节点12与传感器设备S之间，或者传感器设备S替代地耦合在第一驱动节点12与电感性元件L之间，或者传感器设备S替代地耦合在电压轨14与电容性元件C之间。振荡储能电流IT响应于第一振荡驱动电压VD1而流动，并且传感器设备S被布置为响应于振荡储能电流IT来生成第一振荡储能电压VT1。特别地，在图6中所图示的第三储能配置中，传感器设备S包括电阻性元件R，并且第一储能输出13包括耦合到电阻性元件R的不同端子的一对端子13a、13b。振荡储能电流IT流过电阻性元件R，由此引起跨电阻性元件R并因此在该对端子13a、13b之间的第一振荡储能电压VT1。在第三储能配置的其中电阻性元件R的端子之一直接(而不是经由电感性元件L或者经由电容性元件C)耦合到电压轨14的那些变体中，第一储能输出13可以替代地仅耦合到电阻性元件R的另一端子，也就是未直接耦合到电压轨14。振荡储能电流IT与第一振荡驱动电压VD1同相，并且第一振荡储能电压VT1与振荡储能电流IT同相，并且因此与第一振荡驱动电压VD1同相。
参考图7，第一储能电路T1的第四储能配置具有与第一驱动节点12和电压轨14之间的电感性元件L和电容性元件C串联耦合的传感器设备S。特别地，传感器设备S耦合在电感性元件L与电容性元件C之间，但是上文参考图6描述的传感器设备S的备选位置也适用于图7的储能配置中图示的传感器设备S。振荡储能电流IT响应于第一振荡驱动电压VD1而流动，并且图7中所图示的传感器设备S被布置为响应于振荡储能电流IT来生成第一振荡储能电压VT1。特别地，在图7中所图示的第四储能配置中，传感器设备S包括变压器X，变压器X具有：初级绕组XP，初级绕组XP与第一驱动节点12和电压轨14之间的电感性元件L和电容性元件C串联耦合；次级绕组XS，次级绕组XS耦合到第一储能输出13的一对端子13a、13b；以及电阻性元件R，电阻性元件R耦合在与次级绕组XS并联的该对端子13a、13b之间。电阻性元件R具有相比于次级绕组Xs在振荡频率处的阻抗较小的电阻，例如十分之一或更少。振荡储能电流IT流过初级绕组XP，由此引起在次级绕组Xs中流动的振荡传感器电流。振荡传感器电流在次级绕组XS和电阻性元件R中流动，并且因此在该对端子13a、13b之间引起第一振荡储能电压VT1。可选地，该对端子13a、13b中的一个端子可以耦合到电压轨14，或者耦合到另一电压轨，在该情况下，第一储能输出13可以替代地包括该对端子13a、13b中的端子中的单个端子。振荡储能电流IT与第一振荡驱动电压VD1同相，并且因此在次级绕组XS和电阻性元件R中流动的振荡传感器电流与振荡储能电流IT和第一振荡驱动电压VD1同相。振荡传感器电流在电阻性元件R中的流动引起与振荡传感器电流同相的第一振荡储能电压VT1。因此，第一储能输出13处的第一振荡储能电压VT1与振荡储能电流IT同相，并且因此与第一振荡驱动电压VD1同相。在参考图7描述的第四储能配置的变体中，电阻性元件R可以由跨阻放大器来代替，该跨阻放大器具有：耦合到次级绕组XS的相应端子的输入，而不是次级绕组XS直接耦合到第一储能输出13的该对端子13a、13b；以及跨阻放大器的输出，该输出耦合到第一储能输出13或第一储能输出13的该对端子13a、13b。
参考图8，第一储能电路T1的第五储能配置包括如图4中所图示的电感性元件L和电容性元件C，或者备选地，它们可以如图5中所图示的被布置。图8的第一储能电路T1进一步包括磁性耦合到电感性元件L的传感器设备S。特别地，传感器设备S的线圈M与电感性元件L磁性地耦合由此形成变压器Y，电感性元件L为变压器Y的初级绕组并且线圈M为变压器Y的次级绕组。线圈M耦合到第一储能输出13的一对端子13a、13b，并且电阻性元件R耦合在与线圈M并联的该对端子13a、13b之间。电阻性元件R具有相比于线圈M在振荡频率处的阻抗较小的电阻，例如十分之一或更少。响应于第一振荡驱动电压VD1，振荡储能电流IT流过电感性元件L，由此引起在线圈M中流动的振荡传感器电流。振荡传感器电流在线圈M和电阻性元件R中流动，并且因此在该对端子13a、13b之间引起第一振荡储能电压VT1。因此，图8的传感器设备S被布置为通过磁感应响应于振荡储能电流IT来生成第一振荡储能电压VT1。可选地，该对端子13a、13b中的一个端子可以耦合到电压轨14，或者耦合到另一电压轨，在该情况下，第一储能输出13可以替代地包括该对端子13a、13b中的端子中的单个端子。振荡储能电流IT与第一振荡驱动电压VD1同相，并且因此在线圈M和电阻性元件R中流动的振荡传感器电流与振荡储能电流IT和第一振荡驱动电压VD1同相。振荡传感器电流在电阻性元件R中的流动引起与振荡传感器电流同相的第一振荡储能电压VT1。因此，第一储能输出13处的第一振荡储能电压VT1与振荡储能电流IT同相，并且因此与第一振荡驱动电压VD1同相。在参考图8描述的第五储能配置的变体中，电阻性元件R可以由跨阻放大器来代替，该跨阻放大器具有：耦合到线圈M的相应端子的输入，而不是线圈M直接耦合到第一储能输出13的该对端子13a、13b；以及跨阻放大器的输出，该输出耦合到第一储能输出13或第一储能输出13的该对端子13a、13b。
在上文描述的第三、第四或第五储能配置或它们的变体的修改版本中，传感器S到该对端子13a、13b的连接可以被调换，由此使第一振荡储能电压VT1反相，或者等效地是将第一振荡储能电压VT1的相位修改180°。在这种情况下，虽然振荡储能电流IT与第一振荡驱动电压VD1同相，但是第一振荡储能电压VT1与振荡储能电流IT异相180°，并且因此与第一振荡驱动电压VD1异相180°。
下文参考图9至图19来描述振荡器电路100的实施例，振荡器电路100包括参考图4至图8描述的第一储能电路T1的不同储能配置，并且具有反馈级F的不同反馈配置。这些实施例中的一些实施例除了第一储能电路T1之外还包括第二储能电路T2，并且这些实施例中的一些实施例除了第一和第二储能电路T1、T2之外进一步包括第三储能电路T3和第四储能电路T4。这种第二、第三和第四储能电路T2、T3、T4可以每个都具有与参考图4至图8描述的第一至第五储能配置之一相对应的储能配置，并且因此具有：相应的第二、第三和第四驱动节点(标记为22、32、42)，在第二、第三和第四驱动节点处，相应的第二、第三和第四振荡驱动电压VD2、VD3、VD4被施加；以及相应的第二、第三和第四储能输出(标记为23、33、43)，在第二、第三和第四储能输出处，相应的第二、第三和第四振荡储能电压VT2、VT3、VT4被递送。
第一、第二、第三和第四储能电路T1、T2、T3、T4中的每个储能电路可以具有的特定储能配置取决于相应的储能电路被要求生成与相应的第一、第二、第三和第四振荡驱动电压VD1、VD2、VD3、VD4同相、超前90°相位、滞后90°相位、还是180°异相的相应的振荡储能电压。特别地，在第一、第二、第三或第四储能电路T1、T2、T3、T4被要求生成具有比相应的第一、第二、第三或第四振荡驱动电压的相位滞后90°的相位的相应的第一、第二、第三或第四振荡储能电压VT1、VT2、VT3、VT4的场合，第一、第二、第三或第四储能电路T1、T2、T3、T4可以具有参考图4描述的第一储能配置。在第一、第二、第三或第四储能电路T1、T2、T3、T4被要求生成具有比相应的第一、第二、第三或第四振荡驱动电压的相位超前90°的相位的相应的第一、第二、第三或第四振荡储能电压VT1、VT2、VT3、VT4的场合，第一、第二、第三或第四储能电路T1、T2、T3、T4可以具有参考图5描述的第二储能配置。在第一、第二、第三或第四储能电路T1、T2、T3、T4被要求生成与相应的第一、第二、第三或第四振荡驱动电压VD1、VD2、VD3、VD4同相的相应的第一、第二、第三或第四振荡储能电压VT1、VT2、VT3、VT4的场合，第一、第二、第三或第四储能电路T1、T2、T3、T4可以具有参考图6、图7和图8描述的第三、第四或第五储能配置或它们的变体中的任何一种。在第一、第二、第三或第四储能电路T1、T2、T3、T4被要求生成与相应的第一、第二、第三或第四振荡驱动电压VD1、VD2、VD3、VD4异相180°的相应的第一、第二、第三或第四振荡储能电压VT1、VT2、VT3、VT4的场合，第一、第二、第三或第四储能电路T1、T2、T3、T4可以具有参考图6、图7和图8描述的第三、第四或第五储能配置或它们的变体中的任何一种的修改版本。
虽然参考图4至图8描述的第一至第五储能配置具有相同的电压轨14，但是第一、第二、第三或第四储能电路T1、T2、T3、T4中的任何一个或全部可以具有提供不同电压的不同电压轨。
参考图9，在第一优选实施例中，振荡器电路110包括如关于图3的振荡器电路100描述的第一储能电路T1和反馈级F，反馈级F具有第一反馈配置，在第一反馈配置中，反馈级F包括串联耦合在反馈级F的输入17与反馈级F的输出18之间的第一驱动器D1。第一储能电路T1响应于第一驱动节点12处所施加的第一振荡驱动电压VD1，而在第一储能输出13处生成第一振荡储能电压VT1。第一储能输出13耦合到反馈级F的输入17，并且第一驱动节点12耦合到反馈级F的输出18。在第一优选实施例中，第一储能电路T1生成与第一振荡驱动电压VD1同相的第一振荡储能电压VT1，并且因此可以具有上文参考图6、图7或图8描述的第三、第四或第五储能配置或它们的变体中的任何一种。第一驱动器D1响应于第一振荡储能电压VT1并且与之同相地生成第一振荡驱动电压VD1，所以没有引入任何相位改变，这在附图中由“0°”来表明。第一驱动器D1可以具有耦合到第一储能输出13的该对端子13a、13b的正输入端子和负输入端子，换言之，差分输入。
在参考图9描述的振荡器电路110的变体中，第一储能电路T1生成与第一振荡驱动电压VD1异相180°的第一振荡储能电压VT1，并且因此可以具有上文参考图6、图7或图8描述的经修改的第三、第四或第五储能配置或它们的变体中的任何一种，并且第一驱动器D1将信号反相应用到第一振荡储能电压VT1，由此引入180°的相位改变，以使得第一振荡驱动电压VD1(按照维持振荡所要求的)与第一振荡储能电压VT1异相180°。
在一些应用中，需要一种振荡器电路，其生成差分或平衡振荡信号，也就是说，生成一对信号，其中一个信号(也称为第一信号分量)为另一信号(或第二信号分量)的反相。
参考图10，在第二实施例中，振荡器电路115生成这种平衡振荡信号，并且包括如关于图3的振荡器电路100描述的第一储能电路T1和反馈级F，反馈级F具有第二反馈配置。在第二反馈配置中，反馈级F包括第二储能电路T2，第二储能电路T2具有：第二驱动节点22，用于将第二振荡驱动电压VD2施加到第二储能电路T2；以及第二储能输出23，用于递送来自第二储能电路T2的第二振荡储能电压VT2。第二储能输出23经由第一驱动器D1耦合到反馈级F的输出18，并且第二驱动节点22经由第二驱动器D2耦合到反馈级F的输入17。第一储能电路T1响应于第一驱动节点12处所施加的第一振荡驱动电压VD1并且与之同相地在第一储能输出13处生成第一振荡储能电压VT1。第二驱动器D2通过将信号反相应用到(或者换言之，反相)第一振荡储能电压VT1来生成与第一振荡储能电压VT1异相180°的第二振荡驱动电压VD2。第二储能电路T2响应于第二驱动节点22处所施加的第二振荡驱动电压VD2并且与之同相地在第二储能输出23处生成第二振荡储能电压VT2。第一驱动器D1通过将信号反相应用到第二振荡储能电压VT2来生成与第二振荡储能电压VT2异相180°的第一振荡驱动电压VD1。因此，按照维持振荡所要求的，第一振荡驱动电压VD1响应于第一振荡储能电压VT1并且与之同相地被生成。第二振荡储能电压VT2关于第一振荡储能电压VT1异相180°，并且因此第一和第二振荡储能电压VT1、VT2可用于被使用作为平衡振荡信号的第一和第二信号分量。
在参考图10描述的振荡器电路115的第一变体中，第一储能电路T1生成与第一振荡驱动电压VD1异相180°的第一振荡储能电压VT1，并且第二驱动器D2不将信号反相应用到第一振荡储能电压VT1，以使得第一振荡驱动电压VD1与第一振荡储能电压VT1异相180°。
在参考图10描述的振荡器电路115的第二变体中，第一储能电路T1生成与第一振荡驱动电压VD1异相180°的第一振荡储能电压VT1，第二驱动器D2不将信号反相应用到第一振荡储能电压VT1，由此第二振荡驱动电压VD2与第一振荡储能电压VT1同相，第二储能电路T2生成与第二振荡驱动电压VD2异相180°的第二振荡储能电压VT2，并且第一驱动器不将信号反相应用到第二振荡储能电压VT2，结果为第一振荡驱动电压VD1与第一振荡储能电压VT1异相180°。因此，第二振荡储能电压VT2关于第一振荡储能电压VT1异相180°，并且因此第一和第二振荡储能电压VT1、VT2可以被使用作为平衡振荡信号的第一和第二信号分量。
在一些应用中，需要一种振荡器电路，其生成具有正交关系(也就是，在相位上相异90°)的一对振荡信号。这种振荡器电路在例如无线通信装置中的本地振荡器信号生成中具有应用。对于参考图10描述的振荡器电路115和它的第一和第二变体，第一和第二振荡储能电压VT1、VT2的相位关系已经被描述，因为这一相位关系与确保维持振荡的正反馈有关，并且也因为这些振荡电压可以由外部装置来使用。备选地，外部装置可以采用在相应的第一和第二储能电路T1、T2中的其他位置处生成的振荡电压，并且这种振荡电压可以具有与第一和第二振荡储能电压VT1、VT2的相位不同的相位。例如，在第一和第二储能电路T1、T2具有参考图6、图7和图8描述的储能配置中的任何一种的场合，外部装置可以采用在以下位置处生成的振荡电压：在图6和图7的储能配置中，电容性元件C与传感器S之间的接点15、或者电感性元件L与传感器S之间的接点19；在图8的储能配置中，电容性元件与电感性元件之间的接点11。因此，取决于对储能配置和它们的变体的选择(其对于第一和第二储能电路T1、T2这两者不需要是相同的)，外部装置可以采用比第一和第二振荡储能电压VT1、VT2超前或滞后90°的振荡电压，并且特别地，可以提供具有正交关系的振荡电压。
参考图11，在第三实施例中，振荡器电路120包括如关于图3的振荡器电路100描述的第一储能电路T1和反馈级F，反馈级F具有第三反馈配置。第一储能电路T1响应于存在于第一储能输入12处的第一振荡驱动电压VD1而在第一储能输出13处生成具有比第一振荡驱动电压VD1的相位滞后90°的相位的第一振荡储能电压VT1。在第三反馈配置中，反馈级F包括被布置用于施加90°相位滞后的相移级P、以及第一驱动器D1。相移级P耦合到用于从第一储能电路T1接收第一振荡储能电压VT1的反馈级F的输入17。相移级P在相移级P的输入14处并且响应于第一振荡储能电压VT1来生成具有比第一振荡储能电压VT1的相位滞后90°的相位的第一中间振荡电压VI1。相移级P的输出14经由第一驱动器D1耦合到反馈级F的输出18，第一驱动器D1响应于第一中间振荡电压VI1而通过将信号反相应用到第一中间振荡电压VI1来生成第一振荡驱动电压VD1。归因于由第一储能电路T1提供的90°相移、由相移级P提供的90°相移、以及由第一驱动器D1提供的反相(对应于180°相移)，第一振荡驱动电压VD1具有按照维持振荡所要求的比第一振荡储能电压VT1的相位超前90°的相位。第一振荡储能电压VT1和第一中间振荡电压VI1在相位上相异90°，并且因此可用于作为正交相关的振荡信号。
参考图12，在第四实施例中，振荡器电路130与参考图11描述的第三实施例相同，除了第一储能电路T1被布置为响应于存在于第一储能输出12处的第一振荡驱动电压VD1而在第一储能输出13处生成具有比第一振荡驱动电压VD1的相位超前90°的相位的第一振荡储能电压VT1，并且第一驱动器D1不应用信号反相，但是响应于第一中间振荡电压VI1来生成与第一中间振荡电压VI1同相的第一振荡驱动电压VD1，结果是第一振荡驱动电压VD1具有按照维持振荡所要求的比第一振荡储能电压VT1的相位超前90°的相位。第一振荡储能电压VT1和在第一中间振荡电压VI1在相位上相异90°，并且因此可用于作为正交相关的振荡信号。
参考图13，第五实施例，振荡器电路140包括如关于图3的振荡器电路100描述的第一储能电路T1和反馈级F，反馈级F具有第四反馈配置。第一储能电路T1响应于存在于第一储能输入12处的第一振荡驱动电压VD1而在第一储能输出13处生成具有比第一振荡驱动电压VD1的相位滞后90°的相位的第一振荡储能电压VT1。在第三反馈配置中，反馈级F包括第一相移电路P1、第二相移电路P2、第一驱动器D1、第二驱动器D2、以及第二储能电路T2。第一相移电路P1耦合到反馈级F的输入17，并且响应于第一振荡储能电压VT1而在第一相移电路P1的输出15处生成具有比第一振荡储能电压VT1的相位滞后90°的相位的第一中间振荡电压VI1。第一相移电路P1的输出15经由第二驱动器D2耦合到第二储能电路T2的第二驱动节点22，第二驱动器D2响应于第一中间振荡电压VI1来生成与第一中间振荡电压VI1同相的第二振荡驱动电压VD2。第二振荡驱动电压VD2被递送到第二驱动节点22。第二储能电路T2响应于第二振荡驱动电压VD2而在第二储能输出23处生成具有比第二振荡驱动电压VD2的相位滞后90°的相位的第二振荡储能电压VT2。第二相移电路P2耦合到第二储能电路T2的第二储能输出23，并且响应于第二振荡储能电压VT2而在第二相移电路P2的输出16处生成具有比第二振荡储能电压VT2的相位滞后90°的相位的第二中间振荡电压VI2。第二相移电路P2的输出16经由第一驱动器D1耦合到反馈级F的输出18，第一驱动器D1响应于第二中间振荡电压VI2来生成与第二中间振荡电压VI2同相的第一振荡驱动电压VD1。第一和第二振荡储能电压VT1、VT2在相位上相异180°，并且所以可以被使用作为平衡振荡信号的第一和第二信号分量。从反馈级F的输出18递送的第一振荡驱动电压VD1具有按照维持振荡所要求的比第一振荡储能电压VT1的相位滞后270°(或者等效地是比第一振荡储能电压VT1的相位超前90°)的相位。
参考图14，在第六实施例中，振荡器电路150与参考图13描述的第五实施例相同，除了第二驱动器D2将信号反相应用到第一中间振荡电压VI1，以使得由第二驱动器D2生成的第二振荡驱动电压VD2相对于第一中间振荡电压VI1异相180°，并且第二储能电路T2被布置为响应于存在于第二储能输入22处的第二振荡驱动电压VD2而在第二储能输出23处生成具有比第二振荡驱动电压VD2的相位滞后90°的相位的第二振荡储能电压VT2。因此，第一和第二振荡储能电压VT1、VT2在相位上相异180°，并且所以可以被使用作为平衡振荡信号的第一和第二信号分量，并且第一振荡驱动电压VD1具有按照维持振荡所要求的比第一振荡储能电压VT1的相位超前90°的相位。
参考图15，在第七实施例中，振荡器电路160生成具有正交关系的一对信号，并且包括如关于图3的振荡器电路100描述的第一储能电路T1和反馈级F，反馈级F具有第五反馈配置。第一储能电路T1响应于第一驱动节点12处所施加的第一振荡驱动电压VD1而在第一储能输出13处生成第一振荡储能电压VT1，并且具有比第一振荡驱动电压VD1的相位滞后90°的相位。在第五反馈配置中，反馈级F包括第二储能电路T2，第二储能电路T2具有：第二驱动节点22，用于将第二振荡驱动电压VD2施加到第二储能电路T2；以及第二储能输出23，用于递送来自第二储能电路T2的第二振荡储能电压VT2。第二储能输出23经由第一驱动器D1耦合到反馈级F的输出18，并且第二驱动节点22经由第二驱动器D2耦合到反馈级F的输入17。第二驱动器D2通过将信号反相应用到第一振荡储能电压VT1来生成与第一振荡储能电压VT1异相180°的第二振荡驱动电压VD2。第二储能电路T2响应于第二驱动节点22处所施加的第二振荡驱动电压VD2而在第二储能输出23处生成第二振荡储能电压VT2，并且具有比第二振荡驱动电压VD2的相位滞后90°的相位。第一驱动器D1响应于第二振荡储能电压VT2并且与之同相地生成第一振荡驱动电压VD1。因此，按照维持振荡所要求的，第一振荡驱动电压VD1响应于第一振荡储能电压VT1并且与之同相地被生成。第二振荡储能电压VT2相对于第一振荡储能电压VT1异相180°，并且因此第一和第二振荡储能电压VT1、VT2可用于被使用作为平衡振荡信号的第一和第二信号分量。
参考图16，在第八实施例中，振荡器电路170与参考图15描述的第七实施例相同，除了第一储能电路T1生成具有比第一振荡驱动电压VD1的相位超前90°的相位的第一振荡储能电压VT1，并且第二储能电路T2生成具有比第二振荡驱动电压VD2的相位超前90°的相位的第二振荡储能电压VT2。因此，第一和第二振荡储能电压VT1、VT2在相位上相异90°，所以具有正交关系，并且第一振荡驱动电压VD1具有按照维持振荡所要求的比第一振荡储能电压VT1的相位滞后90°的相位。
参考图17，在第九实施例中，振荡器电路180与参考图15描述的第七实施例相同，除了第一储能电路T1生成具有比第一振荡驱动电压VD1的相位超前90°的相位的第一振荡储能电压VT1，并且第二驱动器D2不应用信号反相，以使得第二振荡驱动电压VD2与第一振荡储能电压VT1同相。再次地，第一和第二振荡储能电压VT1、VT2在相位上相异90°，所以具有正交关系，并且第一振荡驱动电压VD1具有按照维持振荡所要求的比第一振荡储能电压VT1的相位滞后90°的相位。
在一些应用中，需要一种振荡器电路，其生成具有正交关系(也就是，在相位上相异90°)的一对信号，并且其中这两个信号被要求是平衡的，两者都具有第一和第二信号分量。在这种情况中，需要具有相位0°、90°、180°和270°的四个信号分量。这种振荡器电路在例如无线通信装置中的本地振荡器信号生成中具有应用。
参考图18，在第十实施例中，振荡器电路190生成平衡正交相关振荡信号，并且包括如关于图3的振荡器电路100描述的第一储能电路T1和反馈级F，反馈级F具有第六反馈配置。第一储能电路T1响应于第一驱动节点12处所施加的第一振荡驱动电压VD1而在第一储能输出13处生成第一振荡储能电压VT1，并且具有比第一振荡驱动电压VD1的相位滞后90°的相位。在第六反馈配置中，反馈级F包括：第二储能电路T2，具有用于将第二振荡驱动电压VD2施加到第二储能电路T2的第二驱动节点22、以及用于递送来自第二储能电路T2的第二振荡储能电压VT2的第二储能输出23；第三储能电路T3，具有用于将第三振荡驱动电压VD3施加到第三储能电路T3的第三驱动节点32、以及用于递送来自第三储能电路T3的第三振荡储能电压VT3的第三储能输出33；以及第四储能电路T4，具有用于将第四振荡驱动电压VD4施加到第四储能电路T4的第四驱动节点42、以及用于递送来自第四储能电路T4的第四振荡储能电压VT4的第四储能输出43。反馈级F还包括：第一驱动器D1，具有耦合到第四储能输出43的输入703、以及耦合到反馈级F的输出18并且由此耦合到第一驱动节点12的输出704；第二驱动器D2，具有耦合到反馈级F的输入17并且由此耦合到第一储能输出13的输入707、以及耦合到第二驱动节点22的输出708；第三驱动器D3，具有耦合到第二储能输出23的输入733、以及耦合到第三驱动节点32的输出734；以及第四驱动器D4，具有耦合到第三储能输出33的输入737、以及耦合到第四驱动节点42的输出738。第一驱动器D1响应于第四振荡储能电压VT4并且与之同相地生成第一振荡驱动电压VD1。第二驱动器D2响应于第一振荡储能电压VT1并且与之同相地生成第二振荡驱动电压VD2。第三驱动器D3响应于第二振荡储能电压VT2并且与之同相地生成第三振荡驱动电压VD3。第四驱动器D4响应于第三振荡储能电压VT3并且与之同相地生成第四振荡驱动电压VD4。第二振荡储能电压VT2具有比第一振荡储能电压VT1的相位滞后90°的相位，第三振荡储能电压VT3具有比第二振荡储能电压VT2的相位滞后90°的相位，并且第四振荡储能电压VT4具有比第三振荡储能电压VT3的相位滞后90°的相位，由此提供两个正交相关的平衡振荡信号。按照维持振荡所要求的，第一振荡驱动电压VD1比第一振荡储能电压VT1超前90°。
参考图18描述的振荡器电路190的第一变体不同于振荡器电路190在于第一、第二、第三和第四驱动器D1、D2、D3、D4中的每个驱动器提供信号反相，以使得第二振荡驱动电压VD2与第一振荡储能电压VT1异相180°，第三振荡驱动电压VD3与第二振荡储能电压VT2异相180°，第四振荡驱动电压VD4与第三振荡储能电压VT3异相180°，并且第一振荡驱动电压VD1与第四振荡储能电压VT4异相180°。
参考图18描述的振荡器电路190的第二变体不同于振荡器190在于第一储能电路T1生成具有比第一振荡驱动电压VD1的相位超前90°的相位的第一振荡储能电压VT1，第二储能电路T2生成具有比第二振荡驱动电压VD2的相位超前90°的相位的第二振荡储能电压VT2，第三储能电路T3生成具有比第三振荡驱动电压VD3的相位超前90°的相位的第三振荡储能电压VT3，并且第四储能电路T4生成具有比第四振荡驱动电压VD4的相位超前90°的相位的第四振荡储能电压VT4。
参考图18描述的振荡器电路190的第三变体不同于振荡器电路190在于第一、第二、第三和第四驱动器D1、D2、D3、D4中的每个驱动器提供信号反相，以使得第二振荡驱动电压VD2与第一振荡储能电压VT1异相180°，第三振荡驱动电压VD3与第二振荡储能电压VT2异相180°，第四振荡驱动电压VD4与第三振荡储能电压VT3异相180°，并且第一振荡驱动电压VD1与第四振荡储能电压VT4异相180°。另外，第一储能电路T1生成具有比第一振荡驱动电压VD1的相位超前90°的相位的第一振荡储能电压VT1，第二储能电路T2生成具有比第二振荡驱动电压VD2的相位超前90°的相位的第二振荡储能电压VT2，第三储能电路T3生成具有比第三振荡驱动电压VD3的相位超前90°的相位的第三振荡储能电压VT3，并且第四储能电路T4生成具有比第四振荡驱动电压VD4的相位超前90°的相位的第四振荡储能电压VT4。
参考图18描述的振荡器电路190的第一、第二和第三变体中的每个变体都生成平衡的正交相关的振荡信号。
参考图19，图示了在图18中图示并且参考图18描述的振荡器电路190的第一、第二、第三和第四驱动器D1、D2、D3、D4的优选实施例。第一驱动器D1包括第一和第二晶体管N1、N2，它们是n沟道CMOS晶体管。第一晶体管N1具有：漏极N1d，耦合到供给电源电压Vdd1的第一电源轨70；栅极N1g，通过第一耦合电容器Cb1耦合到第一驱动器D1的输入703；以及源极N1s，耦合到第一驱动器D1的输出704。第二晶体管N2具有：漏极N2d，耦合到第一驱动器D1的输出704；源极，耦合到供给电源电压Vss1的第二电源轨71；以及栅极N2g，通过用于偏置的第一电阻器R1耦合到第一电源轨70。第三驱动器D3包括第三和第四晶体管N3、N4，它们是n沟道CMOS晶体管。第三晶体管N3具有耦合到第一电源轨70的漏极N3g、耦合到第三驱动器D3的栅极N3g。第四晶体管N4具有：漏极N4d，耦合到第一驱动器D1的输出734；源极N4s，耦合到第二电源轨71；以及栅极N4g，通过用于偏置的第二电阻器R2耦合到第一电源轨70。
继续参考图19，第二驱动器D2包括第五和第六晶体管N5、N6，它们是n沟道CMOS晶体管。第五晶体管N5具有：漏极N5d，耦合到供给电源电压Vdd2(其可以与电源电压Vdd1相同)的第三电源轨72；栅极N5g，通过第三耦合电容器Cb3耦合到第二驱动器D2的输入707；以及源极N5s，耦合到第二驱动器D2的输出708。第六晶体管N6具有：漏极N6d，耦合到第二驱动器D2的输出708；源极，耦合到供给电源电压Vss2(其可以与电源电压Vss1相同)的第四电源轨73；以及栅极N6g，通过用于偏置的第三电阻器R3耦合到第三电源轨72。第四驱动器D4包括第七和第八晶体管N7、N8，它们是n沟道CMOS晶体管。第七晶体管N7具有：漏极N7g，耦合到第二电源轨72；栅极N7g，耦合到第四驱动器D4的输入737；以及源极N7s，耦合到第四驱动器D4的输出738。第八晶体管N8具有：漏极N8d，耦合到第四驱动器D4的输出738；源极N8s，耦合到第四电源轨73；以及栅极N8g，通过用于偏置的第四电阻器R4耦合到第三电源轨72。
第一耦合电容器Cb1连同第一和第四晶体管N1、N4分别的栅极N1g和N4g的未图示的寄生电容而形成电容性分压器，用以响应于存在于第一驱动器D1的输入703处的第四振荡储能电压VT4而将施加到第一和第四晶体管N1、N4分别的栅极N1g和N4g的电压的幅度减小到可容许的值。相似地，第二耦合电容器Cb2连同第二和第三晶体管N2、N3分别的栅极N2g和N3g的未图示的寄生电容而形成电容性分压器，用以响应于存在于第三驱动器D3的输入733处的第二振荡储能电压VT2而将施加到第二和第三晶体管N2、N3分别的栅极N2g和N3g的电压的幅度减小到可容许的值。类似地，第三和第四耦合电容器Cb3、Cb4执行减小施加到第五、第六、第七和第八晶体管N5、N6、N7、N8的栅极N5g、N6g、N7g、N8g的电压的幅度的对应功能。
在包括多于一个储能电路的振荡器电路的那些所描述的实施例中，储能电路具有等同或基本上相同的谐振频率，例如在5％之内。这有助于高功率效率。特别地，它们各自的电感性元件可以具有等同或基本上相同的电感，并且它们各自的电容性元件可以具有等同或基本上相同的电容。
第一、第二、第三和第四驱动器D1、D2、D3、D4中的每个驱动器可以为线性或非线性放大器，但是优选地，为了高功率效率，被布置为取决于相对于阈值的在它们各自的输入处的电压，而备选地在两个不同的电压电平(通常为电源电压)之间切换。因此，相应的第一、第二、第三和第四振荡驱动电压VD1、VD2、VD3、VD4可以具有方形或矩形波形，或者是具有有限上升和下降时间的近似方形或矩形波形。第一、第二、第三和第四驱动器D1、D2、D3、D4被布置为向相应的第一、第二、第三和第四储能电路T1、T2、T3、T4递送功率以便维持振荡。虽然已经关于参考图18描述的振荡器电路190而参考图19描述了第一、第二、第三和第四驱动器D1、D2、D3、D4的实施例及其变体，但是这些实施例也可以在所公开振荡器电路中的其他振荡器电路中被采用。此外，虽然已经描述了仅包括n沟道CMOS晶体管的第一、第二、第三和第四驱动器D1、D2、D3、D4的实施例，但这不是必要的，并且替代地可以采用包括p沟道CMOS晶体管和n通道CMOS晶体管的变体。
可选地，用于调谐振荡频率的供应可以被添加到所公开的振荡器电路。例如，图20图示了参考图15描述的振荡器电路160，但是具有用于调谐的附加供应，其包括可变电容元件CV，可变电容元件CV经由第一附加电容器Cx耦合到第一储能输出13，并且经由第二附加电容器Cy耦合到第二储能输出23。第一和第二附加电容器Cx、Cy被包括以将施加到可变电容元件CV的第一和第二振荡储能电压VT1、VT2衰减到由可变电容元件CV可容许的值。取决于由可变电容元件CV能够容许的电压电平，第一和第二附加电容器Cx、Cy可以被省略，并且可变电容元件CV替代地分别直接耦合到第一和第二储能输出13、23。通常，大约10％的频率调谐范围可以由可变电容元件CV来提供。
图21图示了对于如下情况而言的、作为从振荡频率的频率偏移的函数的、参考图18描述的振荡器电路190的相位噪声：第一、第二、第三和第四储能电路T1、T2、T3、T4中的每个储能电路的电感性元件具有0.5nH的电感，振荡器电路190被布置为在6GHz的振荡频率处振荡，第一、第二、第三和第四储能电路T1、T2、T3、T4中的每个储能电路的电压轨14提供0.6V，并且振荡器电路190汲取110mA的电流。图21中的曲线图a)代表总相位噪声，曲线图b)代表热噪声对总相位噪声的贡献，并且曲线图c)代表闪烁噪声对总相位噪声的贡献。尽管是低电源电压，但是获得非常低的相位噪声，例如，在从振荡频率偏移10MHz处为-150dBc/Hz。这种低相位噪声电平在并联谐振振荡器中将要求大得多的电容和低得多的电感，导致远不鲁棒的设计。
参考图22，无线通信设备900(诸如移动电话)包括天线910，天线910耦合到用于放大由天线910接收的射频(RF)信号的低噪声放大器920的输入。低噪声放大器920的输出耦合到下变频级930的第一输入932，下变频级930用于通过将放大的RF信号与存在于下变频级930的第二输入934处的本地振荡器信号的正交相关分量进行混频来将放大的RF信号下变频到基带。下变频级930的输出936经由将基带信号数字化的模数转换器(ADC)940耦合到数字信号处理器(DSP)950的输入952。DSP 950解调并解码数字化的基带信号。DSP 950还在DSP 950的输出954处生成将被传输的基带信号。DSP 950的输出954经由数模转换器(DAC)960耦合到上变频级970的第一输入972。上变频级970通过将基带信号与存在于上变频级970的第二输出974处的本地振荡器信号的正交相关分量进行混频来将基带信号上变频到RF用于传输。上变频级970的输出976经由将RF信号放大用于传输的功率放大器980耦合到天线910。无线通信设备900包括参考图3描述的振荡器电路100，其在这一实施例中在第一储能输出13处生成第一振荡储能电压VT1。振荡器电路100的第一储能输出13耦合到正交相位生成元件990的输入992。正交相位生成元件990从第一振荡储能电压VT1生成正交相位生成元件990的第一输出994处以及第二输出996处的本地振荡器信号的正交相关分量。正交相位生成元件990的第一输出994耦合到下变频级930的第二输入934，并且正交相位生成元件990的第二输出996耦合到上变频级970的第二输入974。在本地振荡器信号被要求为平衡信号的应用中，振荡器电路100可以采用生成平衡振荡信号的实施例中的任何实施例，特别是参考图10、图13、图14和图15描述的振荡器电路115、140、150、160。
在无线通信设备900的变体中，振荡器电路100和正交相位生成元件990可以由生成正交相关振荡信号或正交相关平衡振荡信号的、参考图11、图12、图16和图17描述的振荡器电路120、130、170、180之一来代替。
其他变型和修改对技术人员将是明显的。这种变型和修改可以涉及已知且可以替代或除了本文所描述的特征之外被使用的等效和其他特征。在分离实施例的情境中描述的特征可以在单个实施例中组合地被提供。相反地，在单个实施例的情境中描述的特征也可以分离地或者在任何适合的子组合中被提供。
应当注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，术语“一”或“一个”不排除多个，单个特征可以实现权利要求中所记载的若干特征的功能，并且权利要求中的参考符号不应该被解释为限制权利要求的范围。还应当注意，在组件被描述为“被布置为”或“被适配为”执行特定功能的场合，将该组件考虑为仅是适合“用于”执行该功能可能是适当的，这取决于该组件被考虑的情境。贯穿正文，这些术语一般被考虑为可互换的，除非特定的上下文另有规定。还应当注意，附图不必然是按比例的；替代地，重点一般放在图示出本发明的原理。

Claims (25)

1.一种振荡器电路(100)，包括：
第一储能电路(T1)，包括串联耦合在电压轨(14)与第一驱动节点(12)之间的电感性元件(L)和电容性元件(C)；以及
反馈级(F)，耦合到所述第一储能电路(T1)的第一储能输出(13)并且耦合到所述第一驱动节点(12)；
其中所述反馈级(F)被布置为响应于存在于所述第一储能输出(13)处的第一振荡储能电压而生成与所述电感性元件(L)和所述电容性元件(C)中流动的振荡储能电流同相的在所述第一驱动节点(12)处的第一振荡驱动电压，由此使得所述振荡器电路(100)以所述电感性元件(L)和所述电容性元件(C)的串联谐振模式来振荡。
2.根据权利要求1所述的振荡器电路(100)，其中所述反馈级(F)被布置为生成具有基本上矩形波形的所述第一振荡驱动电压。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(110)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成与所述第一振荡驱动电压同相的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括第一驱动器(D1)，所述第一驱动器(D1)被布置为响应于所述第一振荡储能电压来生成与所述第一振荡储能电压同相的所述第一振荡驱动电压。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(110)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成与所述第一振荡驱动电压异相一百八十度的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括第一驱动器(D1)，所述第一驱动器(D1)被布置为响应于所述第一振荡储能电压而通过将信号反相应用到所述第一振荡储能电压来生成与所述第一振荡储能电压异相一百八十度的所述第一振荡驱动电压。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(115)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成与所述第一振荡驱动电压同相的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为通过将信号反相应用到所述第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成与所述第二振荡驱动电压同相的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为通过将信号反相应用到所述第二振荡储能电压来生成所述第一振荡驱动电压。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(115)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成与所述第一振荡驱动电压异相一百八十度的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为通过将信号反相应用到所述第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成与所述第二振荡驱动电压同相的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为生成与所述第二振荡储能电压同相的所述第一振荡驱动电压。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(115)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成与所述第一振荡驱动电压异相一百八十度的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为响应于所述第一振荡储能电压来生成与所述第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成与所述第二振荡驱动电压异相一百八十度的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为响应于所述第二振荡储能电压来生成与所述第二振荡储能电压同相的所述第一振荡驱动电压。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的振荡器电路(110、115)，其中所述第一储能电路(T1)包括传感器设备(S)，所述传感器设备(S)被布置为响应于所述第一振荡储能电流来生成所述第一振荡储能电压。
9.根据权利要求8所述的振荡器电路(110、115)，其中所述传感器设备(S)包括与在所述电压轨(14)和所述第一驱动节点(12)之间的所述电感性元件(L)和所述电容性元件(C)串联耦合的电阻性元件(R)和变压器(X)之一。
10.根据权利要求8所述的振荡器电路(110、115)，其中所述传感器设备(S)磁耦合到所述电感性元件(L)，以用于响应于所述第一振荡储能电流而通过磁感应来生成所述第一振荡储能电压。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(120)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括相移级(P)，所述相移级(P)被布置为通过将九十度的相位滞后应用到所述第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压，所述反馈级(F)进一步包括第一驱动器(D1)，所述第一驱动器(D1)被布置为通过将信号反相应用到所述第一中间振荡电压来生成所述第一振荡驱动电压。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(130)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括相移级(P)，所述相移级(P)被布置为通过将九十度的相位滞后应用到所述第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压，所述反馈级(F)进一步包括第一驱动器(D1)，所述第一驱动器(D1)被布置为响应于所述第一中间振荡电压并且与所述第一中间振荡电压同相地生成所述第一振荡驱动电压。
13.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(140)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第一相移电路(P1)，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到所述第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；
第二驱动器(D2)，被布置为响应于所述第一中间振荡电压来生成与所述第一中间振荡电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成具有比所述第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；
第二相移电路(P2)，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到所述第二振荡储能电压来生成第二中间振荡电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为响应于所述第二中间振荡电压来生成与所述第二中间振荡电压同相的所述第一振荡驱动电压。
14.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(150)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第一相移电路(P1)，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到所述第一振荡储能电压来生成第一中间振荡电压；
第二驱动器(D2)，被布置为通过将信号反相应用到所述第一中间振荡电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成具有比所述第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；
第二相移电路(P2)，被布置为通过将九十度的相位滞后应用到所述第二振荡储能电压来生成第二中间振荡电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为响应于所述第二中间振荡电压来生成与所述第二中间振荡电压同相的所述第一振荡驱动电压。
15.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(160)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为通过将信号反相应用到所述第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成具有比所述第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为响应于所述第二振荡储能电压来生成与所述第二振荡储能电压同相的所述第一振荡驱动电压。
16.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(170)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为通过将信号反相应用到所述第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成具有比所述第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为响应于所述第二振荡储能电压来生成与所述第二振荡储能电压同相的所述第一振荡驱动电压。
17.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(180)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为响应于所述第一振荡储能电压来生成与所述第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成具有比所述第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为响应于所述第二振荡储能电压来生成与所述第二振荡储能电压同相的所述第一振荡驱动电压。
18.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(190)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为响应于所述第一振荡储能电压来生成与所述第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成具有比所述第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；
第三驱动器(D3)，被布置为响应于所述第二振荡储能电压来生成与所述第二振荡储能电压同相的第三振荡驱动电压；
第三储能电路(T3)，被布置为响应于所述第三振荡驱动电压来生成具有比所述第三振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第三振荡储能电压；
第四驱动器(D4)，被布置为响应于所述第三振荡储能电压来生成与所述第三振荡储能电压同相的第四振荡驱动电压；
第四储能电路(T4)，被布置为响应于所述第四振荡驱动电压来生成具有比所述第四振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为响应于所述第四振荡储能电压来生成与所述第四振荡储能电压同相的所述第一振荡驱动电压。
19.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(190)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为响应于所述第一振荡储能电压来生成与所述第一振荡储能电压同相的第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成具有比所述第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；
第三驱动器(D3)，被布置为响应于所述第二振荡储能电压来生成与所述第二振荡储能电压同相的第三振荡驱动电压；
第三储能电路(T3)，被布置为响应于所述第三振荡驱动电压来生成具有比所述第三振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第三振荡储能电压；
第四驱动器(D4)，被布置为响应于所述第三振荡储能电压来生成与所述第三振荡储能电压同相的第四振荡驱动电压；
第四储能电路(T4)，被布置为响应于所述第四振荡驱动电压来生成具有比所述第四振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为响应于所述第四振荡储能电压来生成与所述第四振荡储能电压同相的所述第一振荡驱动电压。
20.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(190)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为通过将信号反相应用到所述第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成具有比所述第二振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第二振荡储能电压；
第三驱动器(D3)，被布置为通过将信号反相应用到所述第二振荡储能电压来生成第三振荡驱动电压；
第三储能电路(T3)，被布置为响应于所述第三振荡驱动电压来生成具有比所述第三振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第三振荡储能电压；
第四驱动器(D4)，被布置为通过将信号反相应用到所述第三振荡储能电压来生成第四振荡驱动电压；
第四储能电路(T4)，被布置为响应于所述第四振荡驱动电压来生成具有比所述第四振荡驱动电压的相位滞后九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为通过将信号反相应用到所述第四振荡储能电压来生成所述第一振荡驱动电压。
21.根据权利要求1或权利要求2所述的振荡器电路(190)，其中所述第一储能电路(T1)被布置为响应于所述第一振荡驱动电压来生成具有比所述第一振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的所述第一振荡储能电压，并且其中所述反馈级(F)包括：
第二驱动器(D2)，被布置为通过将信号反相应用到所述第一振荡储能电压来生成第二振荡驱动电压；
第二储能电路(T2)，被布置为响应于所述第二振荡驱动电压来生成具有比所述第二振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第二振荡储能电压；
第三驱动器(D3)，被布置为通过将信号反相应用到所述第二振荡储能电压来生成第三振荡驱动电压；
第三储能电路(T3)，被布置为响应于所述第三振荡驱动电压来生成具有比所述第三振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第三振荡储能电压；
第四驱动器(D4)，被布置为通过将信号反相应用到所述第三振荡储能电压来生成第四振荡驱动电压；
第四储能电路(T4)，被布置为响应于所述第四振荡驱动电压来生成具有比所述第四振荡驱动电压的相位超前九十度的相位的第四振荡储能电压；以及
第一驱动器(D1)，被布置为通过将信号反相应用到所述第四振荡储能电压来生成所述第一振荡驱动电压。
22.根据权利要求8、9、10、11、13、14、15、18和21中任一项所述的振荡器电路(100)，其中所述电容性元件(C)耦合在所述第一驱动节点(12)与所述第一储能输出(13)之间，并且所述电感性元件(L)耦合在所述第一储能输出(13)与所述第一电压轨(14)之间。
23.根据权利要求8、9、10、12、16、17和19中任一项所述的振荡器电路(100)，其中所述电感性元件(L)耦合在所述第一驱动节点(12)与所述第一储能输出(13)之间，并且所述电容性元件(C)耦合在所述第一储能输出(13)与所述第一电压轨(14)之间。
24.一种无线通信设备(900)，包括根据任一项前述权利要求所述的振荡器电路(100)。
25.一种操作振荡器电路(100)的方法，所述振荡器电路(100)包括第一储能电路(T1)，所述第一储能电路(T1)包括串联耦合在第一电压轨(14)与第一驱动节点(12)之间的电感性元件(L)和电容性元件(C)，所述方法包括：响应于存在于第一储能输出(13)处的第一振荡储能电压来生成在所述第一驱动节点处的第一振荡驱动电压，其中所述第一振荡驱动电压与所述电感性元件(L)和所述电容性元件(C)中流动的第一振荡储能电流同相，由此使得所述振荡器(100)以所述电感性元件(L)和所述电容性元件(C)的串联谐振模式来振荡。
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