CN106374837B - 正交电压控制振荡器 - Google Patents

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Abstract

正交电压控制振荡器包括第一电压控制振荡器，具有第一电流源、第一振荡器电路、第一调谐电路和第一谐振器回路；第二电压控制振荡器，具有第二电流源、第二振荡器电路、第二调谐电路和第二谐振器回路。第一偏置电路被连接在第一振荡器电路的第一和第二晶体管之间以对其在C类模式中偏置；且第二偏置电路被连接在第二振荡器电路的第三和第四晶体管之间以在C类模式中对其偏置。第一和第二电压控制振荡器通过第一和第二晶体管的基极分别与第三和第四晶体管的漏极耦合以及第三和第四晶体管的基极分别与第一和第二晶体管的漏极耦合而被电耦合。

Description

正交电压控制振荡器
技术领域
本发明涉及正交电压控制振荡器且具体的但非排他性的涉及CMOS宽带低相位噪声C类正交电压控制振荡器。
背景技术
正交电压控制振荡器在现代无线通信系统中起着重要作用，且尤其有用于需要高保真正交信号的应用中，例如在无线和有线收发器中。一种最流行的正交电压控制振荡器的类型是LC正交电压控制振荡器，且其包括彼此耦合的两个对称LC回路(tank)电压控制振荡器。典型地，LC正交电压控制振荡器能够被分类为并联耦合正交电压控制振荡器(P-QVCO)和串联耦合正交电压控制振荡器(S-QVCO)。对于P-QVCO，耦合晶体管与开关对并联设置，而对于S-QVCO，晶体管被堆叠用于串联耦合。
通常，P-QVCO和S-QVCO能够提供好的相位噪声性能并可以由相对低功率消耗。但是，它们经受各种问题。例如，P-QVCO和S-QVCO中的耦合晶体管可能引入另外的噪声，且结果会降级正交电压控制振荡器的相位噪声。而且，常规P-QVCO和S-QVCO中的振荡效率一般是低的。
因此，有需要提供操作更有效率、设计紧凑且更重要的是不容易出现上述问题的正交电压控制的振荡器。
发明内容
根据本发明的第一发明，提供了正交电压控制振荡器，包括：第一电压控制振荡器，具有彼此电连接的第一电流源、第一振荡器电路、第一调谐电路和第一谐振器回路；第二电压控制振荡器，具有彼此电连接的第二电流源、第二振荡器电路、第二调谐电路和第二谐振器回路；该第一振荡器电路包括第一晶体管、第二晶体管和连接在第一和第二晶体管之间的第一偏置电路，用于偏置第一和第二晶体管以在C类模式中操作；第二振荡器电路包括第三晶体管、第四晶体管和连接在第三和第四晶体管之间的第二偏置电路，用于偏置第三和第四晶体管以在C类模式中操作；其中第一和第二晶体管的集电端子分别与第三和第四晶体管的漏极耦合，且第三和第四晶体管的基极分别与第一和第二晶体管的漏极耦合，由此该第一电压控制振荡器与第二电压控制振荡器电耦合。
在该第一个方面的一个实施方式中，第一、第二、第三和第四晶体管是PMOS晶体管。
在该第一个方面的一个实施方式中，第一偏置电路包括用于提供偏置电压给第一和第二晶体管以偏置第一和第二晶体管以在C类模式中操作的低通RC电路。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第二偏置电路包括低通RC电路，用于提供偏置电压给第三和第四晶体管以偏置该第三和第四晶体管以在C类模式中操作。
在该第一个方面的一个实施方式中，第一和第二晶体管的源极彼此连接；以及第三和第四晶体管的源极彼此连接。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第一晶体管的栅极通过该第一偏置电路与该第二晶体管的漏极连接，且该第二晶体管的栅极通过该第一偏置电路与该第一晶体管的漏极连接。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第三晶体管的栅极通过第二偏置电路与第四晶体管的漏极连接，且该第四晶体管的栅极通过该第二偏置电路与该第三晶体管的漏极连接。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第一晶体管的基极与第四晶体管的漏极连接，该第二晶体管的基极与第三晶体管的漏极连接，该第三晶体管的基极与第一晶体管的漏极连接，以及该第四晶体管的基极与该第二晶体管的漏极连接。
在该第一个方面的一个实施方式中，第一电流源被连接在节点和第一和第二晶体管的源极之间，用于提供电流给第一和第二晶体管。
在该第一个方面的一个实施方式中，该正交电压控制振荡器还包括与该节点与第一和第二晶体管的源极之间的第一电流源并联连接的第一电容。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第二电流源被连接在节点与第三和第四晶体管的源极之间，用于提供电流给第三和第四晶体管。
在该第一个方面的一个实施方式中，该正交电压控制振荡器还包括与在该节点与第三和第四晶体管的源极之间的第二电流源并联连接的第二电容。
在该第一个方面的一个实施方式中，第一和第二电流源是相同的电流源。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第一调谐电路包括电容器阵列。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第一调谐电路是4位可开关电容器阵列。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第二调谐电路包括电容器阵列。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第二调谐电路是4位可开关电容器阵列。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第一谐振器回路包括LC谐振器电路。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第二谐振器回路包括LC谐振器电路。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第一调谐电路和第一谐振器回路跨第一和第二晶体管的漏极连接。
在该第一个方面的一个实施方式中，第二调谐电路和第二谐振器回路跨第三和第四晶体管的漏极连接。
在该第一个方面的一个实施方式中，该第一电压控制振荡器与第二电压振荡器基本相同。
在该第一个方面的一个实施方式中，该正交电压控制振荡器是CMOS正交电压控制振荡器。
根据本发明的第二个方面，提供了一种射频收发器，包括根据第一个方面的正交电压控制振荡器。
本发明的目的是解决上述需要，以克服或基本上减轻上述的缺点，或更一般的提供改进的正交电压控制振荡器。
附图说明
现在将通过示例结合附图来描述本发明的实施方式，在附图中：
图1是示出根据本发明的一个实施方式的正交电压控制振荡器的电路图；
图2A是示出图1的正交电压控制振荡器的PMOS晶体管的模拟时域源电流和源-栅极电压波形图；
图2B是示出图1的正交电压控制振荡器的模拟振荡效率和相位噪声对于偏置电压的图；
图3A是示出基于图1的电路图制造的正交电压控制振荡器在不同偏移频率的相位噪声图；
图3B是示出基于图1的电路图制造的正交电压控制振荡器的频率调谐曲线图；
图3C是示出基于图1的电路图制造的正交电压控制振荡器的对不同偏置电压在不同工作频率测量的输出功率图；
图4A是示出根据本发明的一个实施方式具有图1的正交电压控制振荡器的去镜像混合器的电路图；
图4B是示出根据本发明的一个实施方式基于图4A的电路图制造的去镜像混合器的芯片显微图；
图4C是示出图4B的去镜像混合器的输出功率谱图；以及
图4D是示出图4B的去镜像混合器的去镜像比带宽性能图。
具体实施方式
参考图1，提供了正交电压控制振荡器10，包括：第一电压控制振荡器100，具有彼此电连接的第一电流源102、第一振荡器电路104、第一调谐电路106和第一谐振器回路；第二电压控制振荡器200，具有彼此电连接的第二电流源202、第二振荡器电路204、第二调谐电路206和第二谐振器回路208；第一振荡器电路104包括第一晶体管110、第二晶体管112和连接在第一和第二晶体管110、112之间的第一偏置电路，用于偏置第一和第二晶体管110、112以在C类模式中操作；第二振荡器电路204包括第三晶体管210、第四晶体管212和连接在第三和第四晶体管210、212之间的第二偏置电路，用于偏置第三和第四晶体管210、212以在C类模式中操作；其中第一和第二晶体管110、112的基极分别与第三和第四晶体管210、212的漏极耦合，且第三和第四晶体管210、212的基极分别与第一和第二晶体管110、112的漏极耦合，由此第一电压控制振荡器100与第二电压控制振荡器200电耦合。优选地，第一、第二、第三和第四晶体管110、112、210、212都是P通道MOSFET(PMOS晶体管)。本发明中的正交电压控制振荡器10用于C类操作以生成高且窄的电流脉冲，这产生高的基波电流幅值Iω0。
在本实施方式中，正交电压控制振荡器10优选的是以0.18μm补偿金属氧化半导体(CMOS)实施的宽带低相位噪声正交电压控制振荡器。在一个示例中，该正交电压控制振荡器10被构建为具有降低的闪烁噪声的差分电压控制振荡器。
参考图1，第一电压控制振荡器100包括彼此电连接的电流源102、振荡器电路104、调谐电路106和谐振器回路108。在本实施方式中，连接偏置在电压Vdd的节点12与第一和第二PMOS晶体管110、112的源极之间的电流源102用于提供电流给第一和第二PMOS晶体管110、112的源极。在一个实施方式中，电容器114被设置与该电流源102并联以保证第一和第二PMOS晶体管110、112在有源区操作。可选地，电阻器116被连接在节点12与第一PMOS晶体管110的基极之间，且另一电阻器118被连接在节点12与第二PMOS晶体管112的基极之间。在本实施方式中，第一和第二PMOS晶体管110、112的源极彼此直接连接。
第一电压控制振荡器100的振荡器电路104包括第一PMOS晶体管110、第二PMOS晶体管112和偏置电路，用于提供各自的偏置电压给第一和第二PMOS晶体管110、112，以用于将其偏置以在C类模式中操作。优选地，该偏置电路是低通RC电路。如图1所示，RC电路包括彼此电连接的两个电容器120、122和两个电阻器124、126。优选地，电阻器120、122连接到被偏置在电压Vbias的公共节点128。在一个实施方式中，RC电路的一个电阻器126被连接在第一PMOS晶体管110的栅极与节点128之间，且RC电路的另一电阻器124被连接在第二PMOS晶体管112的栅极与该节点128之间。在一个实施方式中，RC电路的一个电容器120被连接在第一PMOS晶体管110的漏极与第二PMOS晶体管112的栅极之间，且RC电路的另一电容器122被连接在第二PMOS晶体管112的漏极与第一PMOS晶体管110的栅极之间。通过提供如上所述的偏置电路布置，第一和第二PMOS晶体管110、112能彼此交叉耦合，即，一个晶体管的栅极与另一个晶体管的漏极连接。优选地，该振荡器电路104具有基本对称的电路架构。
在本实施方式中，第一电压控制振荡器100还包括连接在第一和第二PMOS晶体管之间的调谐电路106。如图1所示，调谐电路106跨第一和第二PMOS晶体管110、112的漏极连接。优选地，该调谐电路106是电容器阵列电路，例如所示出的4位可开关电容器阵列。参考图1，该4位可开关电容器阵列106包括彼此电连接的两个n通道MOSFET(NMOS晶体管)14、16，两个电容器18、20，和多个电阻器22、24、26、28。具体地，该两个NMOS晶体管14、16的栅极彼此连接，并与电阻器22连接。该两个NMOS晶体管14、16的源极彼此连接并与接地的电阻器24连接。每个NMOS晶体管14、16的漏极与接地的电阻器26、28以及电容器18、20连接。优选地，该两个电容器18、20分别与第一和第二PMOS晶体管110、112的漏极连接。优选地，该电容器阵列电路106具有基本对称的电路架构。本实施方式中的电容器阵列电路106提供宽的调谐范围。
在一个实施方式中，第一电压控制振荡器100还包括LC谐振器电路形式的谐振器回路108。优选地，LC谐振器电路108包括在第一和第二PMOS晶体管110、112的漏极之间并联设置的两个分路。优选地，LC谐振器包括彼此电连接的两个电阻器130、132，两个二极管134、136，两个电容器138、140和电感器142。如图1所示，在第一分路中，有两个二极管134、136连接到偏压在Vtune的相同节点144。二极管134、136被偏压，由此电流仅能够流入但不能流出节点144。第一分路还包括两个电容器138、140，每一个被连接在对应的第一和第二PMOS晶体管110、112的漏极与对应的二极管134、136之间。包括两个电阻器130、132的第一子分路被设置与两个二极管134、136并联。该子分路中的电阻器130、132被连接在在电压V的相同节点146。在该示例中，电压V是0.7伏。在本实施方式中，第二分路包括连接到地的电感器142，且与第一分路并联。优选地，LC谐振器电路108具有基本对称的电路架构。
参考图1，第二电压控制振荡器200也包括彼此电连接的电流源202、振荡器电路204、调谐电路206和谐振器回路208。在本实施方式中，电流源202连接在偏压在电压Vdd的节点12与第三和第四PMOS晶体管210、212的源极之间，用于提供电流给第三和第四PMOS晶体管210、212的源极。在一个实施方式中，电容器214被设置与电流源202并联以确保第三和第四PMOS晶体管210、212在有源区操作。可选地，电阻器216被连接在该节点12与第三PMOS晶体管210的基极之间,且另一个电阻器218被连接在节点12与第四PMOS晶体管212的基极之间。在本实施方式中，第三和第四PMOS晶体管210、212的源极彼此直接连接。
第二电压控制振荡器200的振荡器电路204包括第三PMOS晶体管210、第四PMOS晶体管212，以及偏置电路，用于提供相应的偏置电压给第三和第四PMOS晶体管210、212，用于将其编制以在C类模式中操作。优选地，该偏置电路是低通RC电路。如图1所示，RC电路包括彼此电连接的两个电容器220、222和两个电阻器224、226。优选地，电阻器224、226被连接到偏压在电压Vbias的公共节点228。在一个实施方式中，RC电路的一个电阻器226被连接在第三PMOS晶体管210的栅极与节点228之间，且RC电路的另一电阻器224被连接在第四PMOS晶体管212的栅极与节点228之间。在一个实施方式中，RC电路的一个电容器220被连接在第三PMOS晶体管210的漏极与第四PMOS晶体管212的栅极之间，且RC电路的另一电容器222被连接在第四PMOS晶体管212的漏极与第三PMOS晶体管210的栅极之间。通过提供如上所述的偏置电路布置，第三和第四PMOS晶体管210、212能够彼此交叉耦合，即，一个晶体管的栅极与另一晶体管的漏极连接。优选地，振荡器电路204具有基本对称的电路架构。
在本实施方式中，第二电压控制振荡器200还包括连接在第三和第四PMOS晶体管210、212之间的调谐电路206。如图1所示，该调谐电路206跨第三和第四PMOS晶体管210、212的漏极连接。优选地，调谐电路206是电容器阵列电路，例如所示出的4位可开关电容器阵列。参考图1，该4位可开关电容器阵列106包括彼此电连接的两个n通道MOSFET(NMOS晶体管)14、16，两个电容器18、20，和多个电阻器22、24、26、28。具体地，两个NMOS晶体管14、16的栅极彼此连接，并与电阻器22连接。两个NMOS晶体管14、16的源极彼此连接，并与接地电阻器24连接。每个NMOS电阻器14、16的漏极与节点电阻器26、28连接，以及与电容器18、20连接。优选地，两个电容器18、20分别与第三和第四PMOS晶体管210、212的漏极电连接。优选地，电容器阵列电路206具有基本对称的电路架构。本实施方式中的电容器阵列电路206提供宽的调谐范围。
在一个实施方式中，第二电压控制振荡器200还包括LC谐振器电路形式的谐振器回路208。优选地，LC谐振器电路208包括在第三和第四PMOS晶体管210、212的漏极之间并联设置的两个分路。优选地，LC谐振器208包括彼此电连接的两个电阻器230、232，两个二极管234、236，两个电容器238、240和电感器242。如图1所示，在第一分路中有两个二极管234、236连接到偏压在Vtune的相同节点244。二极管234、236被偏压，由此电路仅能够流入但不能流出节点244。第一分路还包括两个电容器238、240，每个连接在对应第三和第四PMOS晶体管210、212的漏极与对应二极管234、236之间。包括两个电阻器230、232的第一子分路被设置与两个二极管234、236并联。该子分路中的电阻器230、232被连接在在电压V的相同节点246。在该示例中，电压V是0.7伏。在本实施方式中，第二分路包括连接到地的电感器242，并与第一分路并联。优选地，LC谐振器电路208具有基本对称的电路架构。
在本实施方式中，第一和第二电压控制振荡器100、200通过不同的电连接彼此电连接。首先，如图1所示，第一电压控制振荡器100的电流源102和第二电压控制振荡器200的电流源202与偏压在电压Vdd的相同节点12连接。其次，第一和第二电压控制振荡器100、200整合基极耦合的架构用于连接第一和第二PMOS晶体管110、112和第三和第四PMOS晶体管210、212。
在该基极耦合的架构中，PMOS晶体管110、112、210、212的基极用于将第一电压控制振荡器100与第二电压控制振荡器200耦合。参考图1，第一PMOS晶体管110的基极通过节点I-与第四PMOS晶体管212的漏极连接，且第二PMOS晶体管112的基极通过节点I+与第三PMOS晶体管210的漏极连接。而且，第三PMOS晶体管210的基极通过节点Q+与第一PMOS晶体管110的漏极连接，且第四PMOS晶体管212的基极通过节点Q-与第二PMOS晶体管112的漏极连接。在本实施方式中，电容器148被设置在第一PMOS晶体管210的基极与第四PMOS晶体管212的漏极之间；电容器150被设置在第二PMOS晶体管112的基极与第三PMOS晶体管210的漏极之间；电容器248被设置在第三PMOS晶体管210的基极与第一PMOS晶体管110的漏极之间；以及电容器250被设置在第四PMOS晶体管212的基极与第二PMOS晶体管112的漏极之间。这些电容器148、150、248、250可操作用于执行DC阻断功能。
本领域技术人员理解基于如图1所示的正交电压控制振荡器10的优选结构的变形和修改是可能的。例如，相同的电流源可以用于提供第一电压控制振荡器100和第二电压控制振荡器200的电流源102、202。在其他实施方式中，NMOS晶体管可以用来代替PMOS晶体管110、112、210、212。可以以CMOS以外的处理来制造正交电压控制振荡器10。
图2A示出了图1的正交电压控制振荡器的PMOS晶体管的模拟时域源电流和源-栅电压(Vs-Vg)波形。如图2A所示，在Q+的电压和在I+的电压是正交的，即，彼此相位差90°。此外，在1.2mA的偏置电流之下，生成大约10mA的幅值的大电流脉冲(源电流)。使用该相同的功率消耗，本实施方式中的振荡器提供更高的振荡效率，其被定义为输出功率PRFout与DC功率消耗PDC的比：
Figure BDA0001054646070000111
图2B示出了在不同偏置电压下图1的正交电压控制振荡器的模拟振荡效率。图中的阴影部分是AB类和C类操作区。
如图2B所示，当偏压情况从AB类改变到C类时，振荡效率改进。当PMOS晶体管进入到C类情况(在本实施方式中，当Vbias＝0.75V时)，窄波形漏极电流迅速增加，且这导致振荡效率的急剧上升。在图2B中，模拟最大效率大约是60％，具有0.677dBm RF功率输出，从1.8V电压源中提取4.34mA电流。
在偏移频率Δf的本发明中的正交电压控制振荡器的相位噪声能够使用以下来得到：
Figure BDA0001054646070000112
其中kB是波兹曼常数，T是绝对温度，γP是比例常数，RT是回路电阻，以及C是回路电容。由于在使用C类操作的本发明的振荡器中生成更高的基波电流幅值Iω0，实现更低的相位噪声。
图2B还示出了随着偏置电压的变化的模拟相位噪声变化。如图2B所示，在C类操作下，在1MHz偏移实现最小相位噪声-125dBc/Hz。换句话说，本实施方式中的C类操作与如图2B所示的其他工作状态相比提供多于5dB的相位噪声。但是，随着偏置电压进一步增加，振荡条件破坏，且这导致相位噪声恶化。
在本发明中，基于基极耦合的架构实现正交生成。具体地，在本实施方式中，频率偏移被表达为
Figure BDA0001054646070000113
其中fosc和f0表示正交电压控制振荡器和差分电压控制振荡器的振荡频率，IC和IM分别表示耦合晶体管和主晶体管的漏极电流。由于该正交电压控制振荡器10的基极耦合的结构与常规P-QVCO和S-QVCO拓扑相比引入可忽略的IC电流，本发明中的输出频率调制能够被减小。因此，进一步保证了正交信号生成的低相位噪声。
为了验证本发明的本实施方式中的正交电压控制振荡器10的性能，基于图1中示出的振荡器电路设计并制造正交电压控制振荡器。在本示例中，以TSMC 0.18μm CMOS技术设计并制造正交电压控制振荡器。对该制造的正交电压控制振荡器执行测量。
图3A和3B示出了该制造的正交电压控制振荡器的测量的相位噪声和调谐曲线。在图3A中，在频率5.6GHz、6.4GHz和6.8GHz的1MHz偏移相位噪声分别是-124dBc/Hz,-122.3dBc/Hz和-120.2dBc/Hz。在图3B的频率调谐曲线中，输出功率是-0.8dBm，且调谐范围是22.6％，覆盖从5.58GHz到6.94GHz。
图3C示出了对制造的正交电压控制振荡器的不同偏置电压在不同工作频率的测量的输出功率。如图3C所示，当电压控制振荡器进入到C类条件时，实现的最大输出功率是-0.8dBm。在图3C中，输出功率在工作频率变换，且这可以是由4位电容器阵列的开关导致的。
为了同时量化设计的正交电压控制振荡器的幅值和相位误差
Figure BDA0001054646070000122
建立并使用上变换去镜像混合器。该混合器的去镜像比(IRR)指示正交电压控制振荡器的幅值和相位误差，其表示如下
Figure BDA0001054646070000121
图4A示出了根据本发明的一个实施方式的去镜像混合器400的电路。在本实施方式中，去镜像混合器400包括用于接收输入信号的输入滤波器模块402，与该输入滤波器模块402连接的两个混合器404、406，与两个混合器404、406连接的正交电压控制振荡器10，和与该两个混合器连接的输出组合器408。优选地，输入滤波器模块402优选地是多相滤波器。该多相滤波器模块包括用于接收输入信号的两个输入通道，和用于输出处理的输入信号到混合器404、406的四个输出通道。输出通道的两个I+,I-被连接到第一混合器404，而其他两个输出通道Q+,Q-被连接到第二混合器406。优选地，正交电压控制振荡器10与图1中示出的相同。更特别的，正交电压控制振荡器10中的第一和第二PMOS晶体管的基极与第一混合器404连接，且正交电压控制振荡器10中的第三和第四PMOS晶体管的基极与第二混合器406连接。该正交电压控制振荡器10用于提供要与从滤波器模块输出的信号混合的信号给混合器404、406。然后混合器404、406处理的信号能够被传送到组合器408。本实施方式中的组合器408用于组合这些信号并通过两个输出通道提供处理的输出信号。
图4B示出了包括多相滤波器(PFF)和与图1中示出的结构相同的正交电压控制振荡器(QVCO)的制造的去镜像混合器的芯片显微图450。在该示例中，正交电压控制振荡器的核心面积是840μm×300μm。
图4C和4D示出了制造的混合器的测量的输出功率谱和去镜像比带宽性能，其输入中间频率信号在70MHz。如图4C中所示，得到50dB的本机振荡器(LO)抑制。另一方面，如图4D所示，测量的去镜像比的峰值是40dBc。这些结果显示幅值和相位误差在1％(0.086dB)和1°内。
对于评估目的，灵敏值(FOM)和FOMT也被使用
Figure BDA0001054646070000131
Figure BDA0001054646070000132
在本实施方式中，设计的正交电压控制振荡器在6.4GHz测量的FOM和FOMT在1MHz的偏移分别是-189和-201。表1示出了本实施方式中正交电压控制振荡器的性能参数。
表1
参数 频率 调谐范围 相位噪声 功率 FOM FOM<sub>T</sub>
值 6.4GHz 22.6％ -122.3dBc/Hz 8.64 -189 -201
本发明的实施方式提供正交电压控制振荡器，其使用具有基极耦合架构的仅PMOS晶体管振荡器，且晶体管和振荡器被偏压以在C类模式中操作。换句话说，本发明中的正交信号生成通过基极耦合技术和C类操作的整合来实现。由于附加的耦合晶体管没有用于耦合两个电压控制振荡器，没有产生附加的噪声源,并因此能够极大改进相位噪声。在本发明的实施方式中，第一和第二电压控制振荡器使用仅PMOS晶体管对作为核心晶体管。这降低了温度和闪烁噪声，且导致进一步改进相位噪声。通过使用C类操作，本发明中的正交电压控制振荡器能够使用相同的功率生成高基波电流，且这产生更高的振荡效率。
本发明的实施方式提供宽带、低相位噪声、宽调谐范围、高效率正交电压控制振荡器。本发明的实施方式中的正交电压控制振荡器是非常适合低相位噪声、宽带和精确的正交信号生成。
本领域技术人员立即，在不偏离宽泛描述的本发明的实质和范围的情况下，可以对如在特定实施方式中示出的本发明做出多种变化和/或修改。因此这里的实施方式被认为在各方面是示例性而非限制性的。
这里包含的对现有技术的任何引用不视为承认该信息是公知常识，除非另有所指。

Claims (24)

1.一种正交电压控制振荡器，包括：
第一电压控制振荡器，具有彼此电连接的第一电流源、第一振荡器电路、第一调谐电路和第一谐振器回路；
第二电压控制振荡器，具有彼此电连接的第二电流源、第二振荡器电路、第二调谐电路和第二谐振器回路；
该第一振荡器电路包括第一晶体管、第二晶体管和连接在该第一晶体管和该第二晶体管之间用于偏压该第一晶体管和该第二晶体管以在C类模式中操作的第一偏置电路；
该第二振荡器电路包括第三晶体管、第四晶体管和连接在该第三晶体管和该第四晶体管之间用于偏压该第三晶体管和该第四晶体管以在C类模式中操作的第二偏置电路；
其中该第一晶体管和该第二晶体管的基极分别与该第三晶体管和该第四晶体管的漏极耦合，且该第三晶体管和该第四晶体管的基极分别与该第一晶体管和该第二晶体管的漏极耦合，由此该第一电压控制振荡器与该第二电压控制振荡器电耦合。
2.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管是PMOS晶体管。
3.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一偏置电路包括低通RC电路，用于提供偏置电压给所述第一晶体管和所述第二晶体管以偏压该第一晶体管和该第二晶体管以在C类模式中操作。
4.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第二偏置电路包括低通RC电路，用于提供偏置电压给所述第三晶体管和所述第四晶体管以偏压该第三晶体管和该第四晶体管以在C类模式中操作。
5.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管的源极彼此连接；且所述第三晶体管和所述第四晶体管的源极彼此连接。
6.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一晶体管的栅极通过所述第一偏置电路与所述第二晶体管的漏极连接，且该第二晶体管的栅极通过该第一偏置电路与该第一晶体管的漏极连接。
7.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第三晶体管的栅极通过所述第二偏置电路与所述第四晶体管的漏极连接，且该第四晶体管的栅极通过该第二偏置电路与该第三晶体管的漏极连接。
8.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一晶体管的所述基极与所述第四晶体管的漏极连接，所述第二晶体管的所述基极与所述第三晶体管的漏极连接，该第三晶体管的所述基极与该第一晶体管的漏极连接，以及该第四晶体管的所述基极与该第二晶体管的漏极连接。
9.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一电流源被连接在一节点与所述第一晶体管和所述第二晶体管的源极之间，用于提供电流给该第一晶体管和该第二晶体管。
10.根据权利要求9所述的正交电压控制振荡器，还包括与所述节点与所述第一晶体管和所述第二晶体管的所述源极之间的所述第一电流源并联连接的第一电容器。
11.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第二电流源被连接在一节点与所述第三晶体管和所述第四晶体管的源极之间，用于提供电流给该第三晶体管和该第四晶体管。
12.根据权利要求11所述的正交电压控制振荡器，还包括与在该节点与所述第三晶体管和所述第四晶体管的所述源极之间的所述第二电流源并联连接的第二电容器。
13.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一电流源和所述第二电流源是同一个电流源。
14.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一调谐电路包括电容器阵列。
15.根据权利要求14所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一调谐电路是4位可开关电容器阵列。
16.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第二调谐电路包括电容器阵列。
17.根据权利要求16所述的正交电压控制振荡器，其中所述第二调谐电路是4位可开关电容器阵列。
18.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一谐振器回路包括LC谐振器电路。
19.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第二谐振器回路包括LC谐振器电路。
20.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一调谐电路和所述第一谐振器回路通过所述第一晶体管和所述第二晶体管的漏极连接。
21.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第二调谐电路和所述第二谐振器回路通过所述第三晶体管和所述第四晶体管的漏极连接。
22.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述第一电压控制振荡器与所述第二电压控制振荡器相同。
23.根据权利要求1所述的正交电压控制振荡器，其中所述正交电压控制振荡器是CMOS正交电压控制振荡器。
24.一种射频收发器，包括根据权利要求1-23任一项所述的正交电压控制振荡器。
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