CN112042112B - 高压驻波振荡器 - Google Patents

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Abstract

描述了一种驻波振荡器。该驻波振荡器包括传输线和偶数个增益级。每个增益级连接到传输线，每个增益级位于沿传输线的长度的相应位置。当电源电压被施加到传输线的至少一端时，上述增益级被配置为生成沿传输线的长度的驻波振荡器信号。每个增益级的位置与驻波振荡器信号的最大振幅的预期位置不重合。

Description

高压驻波振荡器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年5月8日提交的发明名称为“高压驻波振荡器”、申请号为15/974,497的美国专利申请的优先权，其内容以引入的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及驻波振荡器，包括适用于通信设备的振荡器。
背景技术
振荡器用于各种通信设备，包括有线通信设备和无线通信设备。随着对改善通信设备性能的需求(包括对信号完整性和调制规格的更严格要求)的不断增加，对更好的振荡器性能的需求(包括更好的相位噪声性能)也不断增加。用于降低振荡器中的相位噪声的一种方法是增加谐振器中存储的能量。然而，在传统振荡器设计中，电压摆幅(其随着存储能量增加)随着电流限制区域中的偏置电流而上升，通常，该电压摆幅的增长受到直接连接到谐振器的有源器件(例如，晶体管)的击穿电压的限制。
还存在着更高的通信信号频率的趋势，以及集成射频(radio frequency，RF)和数字组件的趋势。这些趋势倾向于支持在较低电压下工作的较小电路，特别是当电源电压倾向于降低时(例如，至1V或更低)。结果，在振荡器谐振器中可以存储的能量减少，导致相位噪声更差。
希望提供一种能够改善相位噪声的振荡器。
发明内容
本公开描述了能够通过避免晶体管的击穿的限制改善相位噪声的驻波振荡器。通过设计振荡器以避免将晶体管放置在振荡器信号预期出现最大振幅的位置附近，振荡器可以在较高的电压摆幅下工作而不受晶体管的击穿电压的限制。
在一些示例中，本公开描述了包括传输线和偶数个增益级的驻波振荡器。每个增益级连接到传输线，并且每个增益级位于沿传输线的长度的相应位置。当电源电压被施加到传输线的至少一端时，该增益级被配置为生成沿传输线的长度的驻波振荡器信号。每个增益级的位置与驻波振荡器信号的最大振幅的预期位置不重合。
在任何前述方面/实施例中，上述驻波振荡器可以包括一对传输线，其中，每个增益级可以跨接在一对传输线上，并且其中，上述一对传输线的每一端虚拟接地。
在任何前述方面/实施例中，每个增益级可以位于沿传输线的如下位置：在该位置，当施加选定的电源电压时，上述驻波振荡器信号的预期振幅低于每个增益级中的一个或多个晶体管的击穿电压。
在任何前述方面/实施例中，相等数量的一个或多个增益级可以位于上述驻波振荡器的中心线的两侧。
在任何前述方面/实施例中，增益级可以对称地位于上述驻波振荡器的中心线的两侧，该中心线可以与驻波振荡器信号的最大振幅的预期位置重合。
在任何前述方面/实施例中，可以存在两个增益级。
在任何前述方面/实施例中，可以存在四个增益级。
在任何前述方面/实施例中，上述增益级的电路设计可以都相同。
在任何前述方面/实施例中，上述传输线可以实现为LC阶梯。
在任何前述方面/实施例中，上述驻波振荡器可以包括位于驻波振荡器信号的最大振幅的预期位置的变容二极管。
在一些方面，本公开描述了一种通信设备，该通信设备包括收发器、混频器、以及驻波振荡器，该收发器用于接收通信信号或发送通信信号，该混频器用于将通信信号与振荡器信号混频，该驻波振荡器用于向混频器提供振荡器信号。振荡器信号从沿驻波振荡器的选定位置抽出。驻波振荡器包括传输线和偶数个增益级。每个增益级连接到传输线，每个增益级位于沿传输线的长度的相应位置。当电源电压被施加到传输线的至少一端时，上述增益级被配置为生成沿传输线的长度的驻波振荡器信号。每个增益级的位置与驻波振荡器信号的最大振幅的预期位置不重合。
在任何前述方面/实施例中，上述驻波振荡器可以包括一对传输线，其中，每个增益级可以跨接在一对传输线上，并且其中，上述一对传输线的每一端虚拟接地。
在任何前述方面/实施例中，每个增益级可以位于沿传输线的如下位置：在该位置，当施加选定的电源电压时，上述驻波振荡器信号的预期振幅低于每个增益级中的一个或多个晶体管的击穿电压。
在任何前述方面/实施例中，相等数量的一个或多个增益级可以位于上述驻波振荡器的中心线的两侧。
在任何前述方面/实施例中，增益级可以对称地位于上述驻波振荡器的中心线的两侧，该中心线可以与驻波振荡器信号的最大振幅的预期位置重合。
在任何前述方面/实施例中，上述驻波振荡器中可以存在两个增益级。
在任何前述方面/实施例中，上述驻波振荡器中可以存在四个增益级。
在任何前述方面/实施例中，上述增益级的电路设计可以都相同。
在任何前述方面/实施例中，上述传输线可以实现为LC阶梯。
在任何前述方面/实施例中，上述驻波振荡器可以包括位于驻波振荡器信号的最大振幅的预期位置的变容二极管。
附图说明
现在将以示例的方式参考示出了本申请的示例实施例的附图，在附图中：
图1是示例无线通信设备(在其中可以实现所公开的振荡器的示例)的示意图；
图2A是示例现有技术驻波振荡器的示意图；
图2B是图2A的现有技术振荡器中的电压振幅的表示；
图3A是另一示例现有技术驻波振荡器的示意图；
图3B是图3A的现有技术振荡器中的电压振幅的表示；
图3C是图3A的现有技术振荡器中的电流振幅的表示；
图4是所公开的驻波振荡器的示例实施例的示意图；
图5A是图4的示例振荡器中的示例电压振幅的表示；
图5B是图4的示例振荡器中的示例电流振幅的表示；
图6A是图2A的现有技术振荡器中的示例振荡器电压信号的图；
图6B是图2A的现有技术振荡器中的晶体管中的示例漏极-源极(drain-source)电压的图；
图7A是图4的示例振荡器中的示例振荡器电压信号的图；
图7B是图4的示例振荡器中的晶体管中的示例漏极-源极电压的图；
图7C是与图4的示例振荡器相比之下图2A的现有技术振荡器中的示例相位噪声的图；以及
图8是所公开的驻波振荡器的另一示例实施例的示意图。
在不同的附图中可以使用类似的附图标记来表示类似的组件。
具体实施方式
振荡器被用于各种通信设备，包括有线通信设备或无线通信设备。通常，通信设备中的射频(RF)收发器需要振荡器来操作(例如，用于时钟分配，用于RF天线信号的上变频或下变频)，改善振荡器的相位噪声通常会改善收发器的整体性能。驻波振荡器是一种具有分布式谐振器的振荡器，这种设计经常出现在通信设备中。
图1是示例无线通信设备100的示意图，在该无线通信设备100中可以使用本文描述的示例振荡器。本文描述的振荡器的示例可以用于无线通信设备100的接收器、发射器、或收发器中。例如，无线通信设备100可以是无线通信网络中的电子设备，诸如用户设备(user equipment，UE)或基站。无线通信设备100可以用于5G通信网络或其他无线通信网络内的通信。其他通信设备(包括用于有线通信或无线通信的通信设备)也可以适于实现本文描述的示例，这些通信设备可以包括与图1描述的那些组件不同的组件。尽管图1示出了每个组件的单个实例，但是在无线通信设备100中可以存在每个组件的多个实例。无线通信设备100可以使用并行式架构和/或分布式架构实现。
无线通信设备100可以包括一个或多个处理设备105，诸如处理器、微处理器、专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、专用逻辑电路、或上述组件的组合。无线通信设备100还可以包括一个或多个可选的输入/输出(input/output，I/O)接口110，I/O接口110使得能够与可选的输入设备135或输出设备170中的一个或多个连接。无线通信设备100可以包括一个或多个网络接口115，这些网络接口115用于与网络(例如，内联网、互联网、P2P网络、WAN、LAN、或无线接入网(radio access network，RAN)中的任一或全部)或其他节点进行有线通信或无线通信。网络接口115可以包括到有线网络和无线网络的一个或多个接口。有线网络可以利用有线链路(例如，以太网电缆)。当使用了无线网络时，无线网络可以利用多个天线175上的无线连接。例如，网络接口115可以经由一个或多个发射器或发射天线以及一个或多个接收器或接收天线提供无线通信。本文所公开的驻波振荡器可以用于提供用于混合天线信号的振荡器信号。在该示例中，示出了多个天线175。多个天线175可以充当天线阵列。在其他示例中，无线通信设备100可以使用一个天线175，该天线175可以提供接收功能和发射功能。无线通信设备100还可以包括一个或多个存储单元120，存储单元120可以包括大容量存储单元，诸如固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、以及光盘驱动器中的任何一个驱动器。
无线通信设备100可以包括一个或多个存储器125，存储器125可以包括物理存储器140，物理存储器140可以包括易失性存储器或非易失性存储器(诸如，闪存、随机存取存储器(random access memory，RAM)、以及只读存储器(read-only memory，ROM)中任一或全部)。非暂时性存储器125(以及存储器120)可以存储用于由处理设备105执行的指令。存储器125可以包括例如用于实现操作系统(operating system，OS)和其他应用/功能的其他软件指令。在一些示例中，数据集和/或模块中的一个或多个可以由外部存储器(例如，与无线通信设备100进行有线通信或无线通信的外部驱动器)提供，或者可以由暂时性计算机可读介质或非暂时性计算机可读介质提供。非暂时性计算机可读介质的示例包括RAM、ROM、可擦除可编程ROM(erasable programmable ROM，EPROM)、电可擦除可编程ROM(electricallyerasable programmable ROM，EEPROM)、闪存、CD-ROM、或其他便携式存储器。
可以存在用于提供无线通信设备100的组件之间的通信的总线130。总线130可以是任何合适的总线架构，包括诸如存储器总线、外围总线、或视频总线。可选的输入设备135(例如，键盘、鼠标、麦克风、触摸屏、以及小键盘中的任何一个或多个)和可选的输出设备170(例如，显示器、扬声器、以及打印机中的任何一个或多个)在无线通信设备100外部示出，并且连接到可选的I/O接口110。在其他示例中，输入设备135和输出设备170中的一个或多个可以被包括为无线通信设备100的组件。
本文描述的振荡器可以被包括为无线通信设备100的组件，例如，作为使用天线175接收/发射无线信号的接收器、发射器、或收发器的组件。如下面所讨论的，处理装置105还可以用于例如通过经由控制变容二极管来调谐振荡器以控制振荡器的操作。
为了帮助理解本公开，讨论了现有技术振荡器设计的一些示例。图2A是O’Mahony等人(IEEE JSSC,2003)所描述的示例现有技术驻波振荡器20的示意图。在该示例中，驻波振荡器20具有跨接在一对差分传输线28上的三个增益级22、24、26。一个增益级24位于振荡器20的中间，增益级22、26对称地位于两侧。增益级22、24、26采用晶体管并且可以具有类似的设计。例如，如图所示，可以使用交叉耦合(cross-coupled)的金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)和PMOS电流源来实现各个增益级22、24、26。将跨一对差分传输线28的电压作为振荡器信号，并且振荡器20可以沿振荡器的长度在不同点处抽出，以获得振荡器信号。图2B是在工作期间沿驻波振荡器20的预期电压振幅的图示。
可以理解，振荡器电压的最大振幅(由图2B中的虚线圈指示)出现在增益级24所在的位置。此时，过高的电压将导致增益级24的晶体管经受超过其击穿电压的电压(例如，高于击穿阈值的漏极-源极电压，其中，晶体管是金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))，从而导致晶体管的损坏。因此，振荡器信号的最大振幅受到增益级24中晶体管的击穿电压的限制。
图3A是Andress等人(IEEE JSSC,2005)描述的另一示例现有技术驻波振荡器30的示意图。在该示例中，驻波振荡器30具有跨接在一对差分传输线38上的单个增益级32。增益级32位于振荡器30的一端，而短接线34位于振荡器的相反端。增益级32可以使用一对交叉耦合的反相器来实现(例如，使用交叉耦合的CMOS来实现)，并且可以使用晶体管。将跨一对差分传输线38的电压取为振荡器信号，并且可以在沿振荡器30的长度的不同位置处取该振荡器信号。图3B是驻波振荡器30的工作期间预期的电压振幅的图示，图3C是驻波振荡器30的工作期间预期的电流振幅的图示。
与图2A的振荡器20类似，在图3A的振荡器30中，电压的最大振幅(由图3B中的虚线圈指示)出现在增益级32所在的位置。因此，振荡器信号的最大振幅也受到增益级32中晶体管的击穿电压的限制。
在上述两种现有技术振荡器20、30中，为了分别避免损坏增益级24、32的晶体管，振荡器信号的最大振幅必须保持在晶体管的击穿电压之下。这限制了振荡器20、30中可以存储的能量，导致相位噪声更差。此外，在图2A的振荡器20中，尽管增益级22、24、26都具有同一设计，但是中间的增益级24经受与其他两个增益级22、26不同的电压。这意味着增益级22、24、26之间存在不平衡，这可能导致性能恶化。
图4是所公开的示例驻波振荡器400的示意图，驻波振荡器400解决了上述现有技术振荡器的至少一些缺点。振荡器400包括偶数个增益级，例如跨接在一对差分传输线410上的两个增益级402、404。在一些示例中，如下面所讨论的，可以在单端(single-ended)实施方式中使用单个传输线来实现振荡器400。可以使用任意偶数个增益级(例如，四个增益级)。每个差分传输线410的端部使用电短接线412连接在一起。这使得传输线410的端部虚拟(AC)接地。例如，可以在一个或两个短接线412施加电源电压VDD，以向振荡器400供电。可以通过控制施加到增益级402、404中的每一个增益级的偏置电流来实现对振荡器信号振幅的控制。偏置电流源(在振荡器中也称为尾电流源)可以是振荡器拓扑结构的一部分。例如，使用合适的增益级设计，每个增益级402、404可以包括偏置电流源。通常，对每个增益级402、404施加同一偏置电流。可以调节偏置电流以改变振荡器信号的电压振幅，最大电压能达到电源电压VDD。通过改变施加到振荡器400的电源电压VDD，可以增加或减小振荡器信号的可能的最大电压振幅。通常，电源电压VDD被设置为在其中实现振荡器400的电路的最大电压。在该示例中，两个增益级402、404对称地位于振荡器400的中心线420的两侧，其中，中心线420位于振荡器400的长度的中间。增益级402、404可以具有类似的设计。增益级402、404可以采用任何合适的电路配置中的任何合适的晶体管。例如，如图所示，增益级402、404中的每一个增益级可以实现为一对交叉耦合的反相器。可以使用增益级402、404的不同电路实施方式。例如，可以使用一对交叉耦合的晶体管或两对交叉耦合的晶体管来实现一个增益级。
图5A是图4的示例振荡器400中的示例电压振幅的表示。图5B是图4的示例振荡器400中的示例电流振幅的表示。在图5A和图5B中，在x轴上指示了增益级402、404的位置。为了参考，还指示了中心线420。图5A还使用虚线指示了增益级402、404中的晶体管的击穿电压502。在该示例中，在增益级402、404对称地位于中心线420的两侧的情况下，振荡器电压信号的最大振幅可以出现在中心线420的位置。对称地放置增益级402、404还使增益级402、404经受类似的电压和电流。应注意，随着电压的增加，电流减小(反之亦然)。这指示了：无论增益级402、404位于何处，谐振器上的功率都是恒定的。即，即使当增益级402、404处的电压较低时，功率也没有变化。
可以理解，在所公开的示例振荡器400中，振荡器信号的最大电压振幅的位置与任何增益级的位置都不重合。因此，最大振荡器信号不受增益级402、404中晶体管的击穿电压的限制。如图5A所示，最大电压振幅可以高于击穿电压502，但是增益级402、404将不会经受该最大电压振幅。相反，增益级402、404位于振荡器信号预期小于最大振幅的位置。
可以设计振荡器400以实现低于期望阈值的相位噪声。考虑以下相位噪声等式：
其中，L(ωm)是偏移频率(offset frequency)ωm下的振荡器相位噪声，Q是负载谐振器的品质因数(quality factor)，ωm是相对于输出频率ω0的偏移频率，F是振荡器的噪声因数，k是玻尔兹曼常数，T是绝对温度，Rp是谐振器等效并联电阻，Vo是振荡器信号的输出电压。
根据该等式，提高振荡器的输出电压会降低相位噪声。例如，将输出电压Vo加倍将使相位噪声改善6dB。可以通过增加施加到振荡器的偏置电流来增加输出电压Vo，该输出电压Vo最大能达到2VDD的最大电压摆幅。
可以设计振荡器400以允许显示低于期望阈值的相位噪声所需要的最大电压振幅。该目标最大电压振幅无需受到增益级402、404中晶体管的击穿电压的限制。例如，给定振荡器400的中心线420处的目标最大电压振幅，增益级402、404可以远离中心线420放置，使得增益级402、404预期将经受的最大电压保持低于击穿电压502。例如，增益级402、404可以位于这样的位置，其中增益级402、404预期将经受的电压至多约为击穿电压502的90％。可以调节增益级402、404的位置以将增益级402、404放置得离中心线420更近或更远，前提是增益级402、404预期将经受的电压低于击穿电压502。可以使用合适的仿真来将增益级402、404放置在与振荡器信号的最大振幅的预期位置不重合、并且预期电压小于击穿电压502的位置。
因此，可以设计振荡器400以定位增益级402、404，使得当振荡器400工作在给定电源电压VDD下时增益级402、404不被损坏。同时，对于增益级402、404的给定放置，可以控制偏置电流，使增益级402、404不被损坏。因此，电路设计(例如，选择增益级402、404的期望位置)和偏置电流的控制的组合可以用于使振荡器400能够生成足够高的输出摆幅(以及因而足够低的相位噪声)，同时避免对增益级402、404的损坏。
增益级402、404在中心线420的两侧上的对称位置使得增益级402、404工作在基本上相同的操作电压和电流下，从而实现平衡的电路。这可能有助于提高整体性能。在一些实施例中，这还可以有助于延长振荡器400的寿命。振荡器400的对称设计还可以有助于确保增益级402、404之间存在阻抗平衡，使得振荡器信号的最大值位于中心线420处或靠近中心线420。这还可以有助于确保振荡器信号中的驻波的振幅是全180°半波(full 180°half-wave)，其中，驻波的相应90°部分在中心线420的两侧上。可能需要如此以确保振荡器400能够提供全调谐范围。在其他示例中，增益级402、404可以不对称地位于中心线420的两侧，并且驻波可以偏移中心。
振荡器400可以在任何位置抽出信号，以便在驻波上的任何点获得振荡器信号。振荡器400还可以包括调谐元件(诸如变容二极管(未示出))，以调谐振荡器400的操作。因为变容二极管通常具有比晶体管更高的击穿电压，所以变容二极管可以放置在振荡器信号具有最大振幅的位置(例如，在中心线420或靠近中心线420)。这使得变容二极管具有更大的调谐效果。使用变容二极管来调谐振荡器400，摒弃具有晶体管的增益级，还提供了这样的益处：变容二极管的效果不因来自增益级的寄生电容(parasitic capacitance)而减小。
在一些示例中，LC阶梯可以用于实现上述差分传输线410。例如，振荡器400可以根据以下等式来设计：
其中，fosc是振荡器的所需输出频率，l是振荡器的物理长度，L是振荡器的总电感，C0是振荡器的总电容，n是LC梯阶梯中的分段数，Cseg是每个增益级的电容。
现在参考图6A至图7C，以比较图2A的现有技术振荡器20的性能和图4所公开的示例振荡器400的性能。图6A是在现有技术振荡器20中的三个增益级的位置(图中左边、中间、以及右边分别对应于增益级22、24、26的位置)处测量的仿真振荡器电压信号的图。图6B是现有技术振荡器20中的三个增益级22、24、26的晶体管中的仿真漏极-源极电压的图。图6B还指示了增益级22、24、26中的晶体管的击穿电压1.32V。图7A是所公开的示例振荡器400中的仿真振荡器电压信号的图，该仿真振荡器电压信号在与现有技术振荡器20中左边、中间、以及右边的增益级的位置对应的左边、中间、以及右边位置测量。图7B是所公开的示例振荡器400中的两个增益级(左边的增益级402和右边的增益级404)的晶体管中的仿真漏极-源极电压的图。图7B还指示了增益级402、404中的晶体管的击穿电压1.32V。如图6A和图7A所示，所公开的示例振荡器400能够实现与现有技术振荡器20电压振幅相同的振荡器信号。然而，如图6B所示，在该信号功率下，现有技术振荡器20导致中间的增益级24经受高于其晶体管的击穿电压的电压。比较而言，如图7B所示，在同一信号功率下，所公开的示例振荡器400中的增益级402、404安全地经受低于击穿电压的电压。
图7C是当输出同一信号功率时，现有技术振荡器20和所公开的示例振荡器400中的示例相位噪声的图。如图7C所示，对于同一信号功率，所公开的示例振荡器400实现与现有技术振荡器20相当的相位噪声。然而，所公开的示例振荡器400具有晶体管不经受高于其击穿电压的电压的优点。相反，为了实现同一相位噪声，现有技术振荡器20中间的增益级中的晶体管经受高于其击穿电压的电压。如果降低现有技术振荡器20的电源电压以防止晶体管损坏，则信号功率降低，相位噪声增加。
如前文所述，在一些示例中，所公开的驻波振荡器可以实现为单端实施方式。图8是所公开的另一示例驻波振荡器450的示意图。示例振荡器450类似于图4的示例振荡器400，但是图8的振荡器450具有单个传输线410，并且增益级452、454使用合适的负电阻设计(在图8中指示为-R)而不是交叉耦合的反相器来实现。通常，上述差分实施方式的设计考虑和优点也可以适用于图8的单端实施方式。例如，可以存在任意偶数个增益级452、454，这些增益级可以围绕中心线420对称地放置，也可以不对称地放置。可以在一个或两个传输线410施加电源电压VDD以向振荡器400供电。增益级452、454可以采用任何合适的负电阻配置中的任何合适的晶体管。上述单个传输线410可以实现为LC阶梯。可以使用增益级452、454的不同电路实施方式。示例的单端振荡器450可能具有如下特征中的一个或多个特征：对电源的变化更敏感、对衬底噪声更敏感、并且可能需要其他下游组件(例如混频器)也是单端的。
因此，本公开描述了一种驻波振荡器的设计，其中，可以实现较低的相位噪声，并且可以避免晶体管的击穿。在较短的栅极长度下，晶体管击穿尤为重要。因为较短的栅极长度通常对于高频应用是有用的，所以所公开的振荡器在设计用于较小尺寸和/或较高通信频率(例如2.4G或更高)的通信设备方面也是有利的。
本文所公开的驻波振荡器可以用于在无线通信设备的接收器、发射器、或收发器中(例如，在时钟生成电路中)提供用于混合天线信号的振荡器信号。例如，所公开的振荡器可以抽出信号，以向接收器、发射器、或收发器提供振荡器信号。在一些示例中，公开的振荡器可以包括在接收器、发射器、或收发器中。
在一些示例中，所公开的振荡器可以具有两个以上的增益级。通常，本文所公开的振荡器可以具有任意偶数个增益级，使得在预期发生振荡器信号的最大电压的位置处没有增益级。例如，示例振荡器可以具有四个增益级而不是两个增益级，这四个增益级可以对称地放置在振荡器的中心线的两侧。增加振荡器中增益级的数量可能有助于降低相位噪声。
在一些示例中，偶数个增益级可以不对称地位于振荡器的中心线周围。在增益级不对称地位于振荡器中心线的两侧的情况下，振荡器信号可能移位，使得上述最大值偏离中心。在增益级不对称地位于中心线周围的情况下，中心线的两侧仍然可以具有同一数量的增益级。
与现有技术振荡器相比，因为可以需要数量更少的增益级(例如，与一些现有技术中的三个增益级相比，只有两个增益级)，所以所公开的振荡器可以节省空间。所公开的振荡器可以提供等于或优于现有技术振荡器的性能，而无需显著增加DC功耗。
此外，所公开的振荡器可以使电路布局和设计更灵活，使得能够在设计电路时更好地控制相位噪声、调谐范围、以及DC功耗之间的折衷。
可以使用用于增益级的任何合适设计来实现所公开的振荡器，包括使用任何合适的晶体管来实现所公开的振荡器。例如，可以使用双极晶体管(诸如双极结晶体管(bipolarjunction transistor，BJT)或异质结双极晶体管(heterojunction bipolar transistor，HBT))，或使用场效应晶体管(field-effect transistor，FET)(诸如MOSFET、高电子迁移率晶体管(high-electron-mobility transistor，HEMT)、或金属半导体场效应晶体管(metal–semiconductor field-effect transistor，MESFET)等)来实现所公开的振荡器。
尽管本公开描述了具有按特定顺序的步骤的方法和过程，但是可以适当地省略或改变方法和过程的一个或多个步骤。视情况而定，一个或多个步骤可以按照描述的顺序以外的顺序进行。
尽管就方法而言至少部分地描述了本公开，但是本领域普通技术人员将理解，本公开还涉及用于执行描述的方法的至少一些方面和特征的各种组件，无论是硬件组件、软件、还是这两者的任何组合。因此，本公开的技术解决方案可以以软件产品的形式体现。合适的软件产品可以存储在预先记录的存储设备或其他类似的非易失性或非暂时性计算机可读介质中，包括例如DVD、CD-ROM、USB闪存盘、可移动硬盘、或其他存储介质。软件产品包括有形地存储在其上的指令，该指令使处理设备(例如，个人计算机、服务器、或网络设备)能够执行本文所公开的方法的示例。
可以对描述的实施例进行特定适应和修改。因此，上述讨论的实施例是说明性的而不是限制性的。虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，但是该描述不旨在以限制性的意义来解释。通过参考描述，说明性实施例的各种修改、组合、以及本发明的其他实施例将对本领域技术人员显而易见。因此，所附权利要求包含任何这样的修改或实施例。

Claims (16)

1.一种驻波振荡器，包括：
传输线；以及
偶数个增益级，每个增益级连接到所述传输线，每个增益级位于沿所述传输线的长度的相应位置；
当电源电压被施加到所述传输线的至少一端时，所述增益级被配置为生成沿所述传输线的所述长度的驻波振荡器信号；
每个增益级的所述位置与所述驻波振荡器信号的最大振幅的预期位置不重合；
其中，所述驻波振荡器存在四个增益级。
2.根据权利要求1所述的驻波振荡器，包括一对传输线，其中，每个增益级跨接在所述一对传输线上，并且其中，所述一对传输线的每一端虚拟接地。
3.根据权利要求1或2所述的驻波振荡器，其中，每个增益级位于沿所述传输线的如下位置：在该位置，当施加选定的电源电压时，所述驻波振荡器信号的预期振幅低于每个增益级中的一个或多个晶体管的击穿电压。
4.根据权利要求1所述的驻波振荡器，其中，相等数量的一个或多个增益级位于所述驻波振荡器的中心线的两侧。
5.根据权利要求1所述的驻波振荡器，其中，相等数量的一个或多个增益级位于所述驻波振荡器的中心线的两侧，并且其中，所述增益级对称地位于所述驻波振荡器的所述中心线的两侧，并且其中，所述中心线与所述驻波振荡器信号的最大振幅的所述预期位置重合。
6.根据权利要求1、2、4、5中任一项所述的驻波振荡器，其中，所述增益级的电路设计都相同。
7.根据权利要求1、2、4、5中任一项所述的驻波振荡器，其中，所述传输线实现为LC阶梯。
8.根据权利要求1、2、4、5任一项所述的驻波振荡器，还包括：
变容二极管，位于所述驻波振荡器的所述最大振幅的所述预期位置。
9.一种通信设备，包括：
收发器，用于接收通信信号或发送通信信号；
混频器，用于将所述通信信号与振荡器信号混频；以及
驻波振荡器，用于向所述混频器提供所述振荡器信号，所述振荡器信号从沿所述驻波振荡器的选定位置抽出；
所述驻波振荡器包括：
传输线；以及
偶数个增益级，每个增益级连接到所述传输线，每个增益级位于沿所述传输线的长度的相应位置；
当电源电压被施加到所述传输线的至少一端时，所述增益级被配置为生成沿所述传输线的所述长度的驻波振荡器信号；
每个增益级的所述位置与所述驻波振荡器信号的最大振幅的预期位置不重合；
其中，所述驻波振荡器存在四个增益级。
10.根据权利要求9所述的通信设备，其中，所述驻波振荡器包括一对传输线，其中，每个增益级跨接在所述一对传输线上，并且其中，所述一对传输线的每一端虚拟接地。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的通信设备，其中，每个增益级位于沿所述传输线的如下位置：在该位置，当施加选定的电源电压时，所述驻波振荡器信号的预期振幅低于每个增益级中的一个或多个晶体管的击穿电压。
12.根据权利要求9所述的通信设备，其中，相等数量的一个或多个增益级位于所述驻波振荡器的中心线的两侧。
13.根据权利要求9所述的通信设备，其中，所述增益级对称地位于所述驻波振荡器的中心线的两侧，并且其中，所述中心线与所述驻波振荡器信号的最大振幅的所述预期位置重合。
14.根据权利要求9、10、12、13中任一项所述的通信设备，其中，所述增益级的电路设计都相同。
15.根据权利要求9、10、12、13中任一项所述的通信设备，其中，所述传输线实现为LC阶梯。
16.根据权利要求9、10、12、13中任一项所述的通信设备，其中，所述驻波振荡器还包括：
变容二极管，位于所述驻波振荡器的所述最大振幅的所述预期位置。
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