CN116054744A - 一种压控振荡器、频率源以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压控振荡器、频率源以及电子设备,涉及集成电路技术领域,包括:两个对称布置的半电路,且两个半电路的结构相同;源端电感与第一电容并联后一端接地,另一端与第一有源晶体管、第二有源晶体管各自的源极分别连接;栅端电感一端与第一有源晶体管的栅极连接,另一端与第二有源晶体管的栅极连接且接收栅极偏置电压;漏端电感与第二电容并联后一端与第一有源晶体管的漏极连接,另一端与第二有源晶体管的漏极连接且接收电源电压。本发明抵消注入压控振荡器的噪声电流,降低功耗,隔离电源耦合到晶体管栅极的噪声注入路径。实现差模模式与共模模式解耦。增加共模耦合系数的同时还缩减占用面积。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域,特别是一种压控振荡器、频率源以及电子设备。
背景技术
目前的5G和未来的6G高速移动互联网时代,对移动和便携式设备的本地振荡器(LOs)的功耗、硅面积以及相位噪声等指标提出了更严格的要求,特别是用电池供电的系统,例如手机、笔记本电脑、基于移动基站应用的无人机等电子设备,对功耗、硅面积以及相位噪声等指标要求更高。
在过去的几十年里,人们进行了大量的研究,以提高这类振荡器的功率效率,同时保持所需的相位噪声特性。例如:以高功耗(600mW)为代价的BiCMOS串联谐振VCO(压控振荡器),它是硅基振荡器中虽然相位噪声是最低的,但其功耗较高,这在节能需求较高的电子设备中是不可实现的。
除上述串联谐振技术外,常用的降低相位噪声的方法是在二次谐波频率引入高阻。但是,该技术方案中产生高电阻的头部滤波器占用了额外的面积,不能防止GND(地节点)处的噪声电流注入。还有在VDD(电源节点)和GND处增加单独滤波器的技术方案,通过头部共模电感的噪声电流与底部电感的噪声电流同相耦合,但这在一定程度上增加了总注入噪声。此外,为了解决共模谐振腔的附加面积问题,有提出将共模滤波器与差模谐振腔合并的技术方案,但代价是降低了晶体管栅极的开关速度,加重了相位噪声,同时该技术方案并未能切断VDD耦合到晶体管栅极的噪声注入路径。
因此,如何在不占用额外面积的情况下,降低压控振荡器的功耗,消除其相位噪声,隔离VDD耦合到晶体管栅极的噪声注入路径是一个亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提出了一种压控振荡器、频率源以及电子设备。
本发明实施例提供了一种压控振荡器,所述压控振荡器包括:两个对称布置的半电路,且两个半电路的结构相同;
每个半电路均包括:第一有源晶体管、第二有源晶体管以及无源谐振腔;
所述无源谐振腔包括:源端电感、栅端电感、漏端电感、第一电容以及第二电容;
所述源端电感与所述第一电容并联后,一端接地,另一端与所述第一有源晶体管、所述第二有源晶体管各自的源极分别连接;
所述栅端电感一端与所述第一有源晶体管的栅极连接,另一端与所述第二有源晶体管的栅极连接,且接收栅极偏置电压;
所述漏端电感与所述第二电容并联后,一端与所述第一有源晶体管的漏极连接,另一端与所述第二有源晶体管的漏极连接,且接收电源电压;
其中,一个半电路中的漏端电感与另一个半电路中的漏端电感之间设有一条耦合线,每个半电路中栅端电感的线圈为双圈螺旋结构,分成4段,每段与所述漏端电感的正负半周线圈交替耦合,以使得差模电流正常耦合输出;
一个半电路中的漏端电感与另一个半电路中的漏端电感之间设有一条耦合线,两个漏端电感各自的正负半周线圈共同构成并联8字形线圈结构;
一个半电路中源端电感的线圈与另一个半电路中源端电感的线圈共同构成闭合线圈结构。
可选地,所述源端电感的线圈布置于差模谐振腔的下方,增加共模耦合系数,所述差模谐振腔由所述栅端电感和所述漏端电感构成。
可选地,所述漏端电感被配置为前置滤波器和差模谐振电感器。
可选地,从电源节点经所述漏端电感注入的噪声电流,在所述源端电感上产生的感应电流方向与从地节点经所述源端电感注入的噪声电流反向,抵消注入所述压控振荡器的噪声电流。
可选地,从所述电源节点经所述漏端电感、所述第一晶体管和所述第二晶体管流到所述源端电感的共模电流,在所述漏端电感和所述源端电感上呈现相反的流向,产生相互削弱的磁感应分量,提高所述电源节点、所述地节点对所述压控振荡器的共模阻抗。
可选地,从所述漏端电感到所述栅端电感的共模耦合电流,在所述栅端电感的内外半个线圈中产生方向相反的感应电流,则对外总电流为0,消除从所述漏端电感到所述栅端电感的共模耦合,切断从电源节点到所述第一晶体管、所述第二晶体管各自栅极的噪声注入路径。
可选地,当所述压控振荡器工作于差模模式时,两个所述漏端电感各自的正负半周共同构成并联8字形线圈结构,使得所述漏端电感产生的磁通量大小相等方向相反,则在两个所述源端电感各自的线圈共同构成闭合线圈结构上的总磁通是0,而共模耦合依然存在,实现差模模式与共模模式解耦。
可选地,所述压控振荡器还包括:可调电容或者可调电容阵列;
所述可调电容或者所述可调电容阵列,一端与所述第一有源晶体管的栅极连接,另一端与所述第二有源晶体管的栅极连接,所述可调电容或者所述可调电容阵列用于调节所述压控振荡器的频率。
本发明实施例还提供了一种频率源,所述频率源包括:如上任一所述的压控振荡器。
本发明实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括:如上任一所述的压控振荡器。
本发明提供的压控振荡器,包括:两个对称布置的半电路,且两个半电路的结构相同;每个半电路均包括:第一有源晶体管、第二有源晶体管以及无源谐振腔;而无源谐振腔包括:源端电感、栅端电感、漏端电感、第一电容以及第二电容。
对于每个半电路均有:源端电感与第一电容并联后,一端接地,另一端与第一有源晶体管、第二有源晶体管各自的源极分别连接。而在压控振荡器整体结构上,一个半电路中源端电感的线圈与另一个半电路中源端电感的线圈共同构成闭合线圈结构。
栅端电感一端与第一有源晶体管的栅极连接,另一端与第二有源晶体管的栅极连接,且接收栅极偏置电压;栅端电感的线圈为双圈螺旋结构,分成4段,每段与漏端电感的正负半周线圈交替耦合,以使得差模电流可以正常耦合输出。
漏端电感与第二电容并联后,一端与第一有源晶体管的漏极连接,另一端与第二有源晶体管的漏极连接,且接收电源电压。而在压控振荡器整体结构上,一个半电路中的漏端电感与另一个半电路中的漏端电感之间设有一条耦合线,两个漏端电感各自的正负半周线圈共同构成并联8字形线圈结构。
本发明的压控振荡器中,漏端电感连接在两个晶体管的漏极之间,源端电感连接在两个晶体管的源极之间。由于从电源节点经漏端电感注入的噪声电流,在源端电感上产生的感应电流方向与从地节点经源端电感注入的噪声电流反向,因此可以抵消注入压控振荡器的噪声电流。而从电源节点经漏端电感、两个晶体管到源端电感的共模电流,在漏端电感和源端电感上呈现相反的流向,会产生相互削弱的磁感应分量,因此可以提高电源节点、地节点对压控振荡器的共模阻抗。由于电源节点和地节点之间存在足量的滤波电容,可以认为对于交流路径而言电源、地是相同节点,因此上述结构的设计可以同时抑制噪声电流从电源侧和地侧注入压控振荡器。因此区别于目前技术方案中以功耗为代价来改善相位噪声的方法,本发明所设计的结构提高电源节点、地节点对压控振荡器的共模阻抗,抵消注入压控振荡器的噪声电流,并没有以功耗为代价,间接降低了压控振荡器的功耗。
并且从漏端电感到栅端电感的共模耦合电流,在栅端电感LG的内外半个线圈中产生方向相反的感应电流,则对外总电流为0,即可消除从漏端电感到栅端电感的共模耦合,切断从电源节点到两个晶体管各自栅极的噪声注入路径,实现隔离VDD耦合到晶体管栅极的噪声注入路径。
此外,差模模式下,两个漏端电感线圈共同构成并联8字形线圈结构,使得漏端电感产生的磁通量大小相等方向相反,则在两个源端电感线圈共同构成闭合线圈结构上的总磁通是0,而共模耦合依然存在,实现差模模式与共模模式解耦。避免了差模和共模模式相互干扰,恶化差模振荡特性。同时,源端电感可以折到差模谐振腔下方,即布置于差模谐振腔的下方,增加共模耦合系数的同时还缩减了占用面积。本发明所提压振荡器在功耗、相位噪声性能与面积三个方面实现综合性能优化,具有较高的实用性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是本发明实施例一种压控振荡器的电路结构图和原理示意图;
图2是本发明实施例中共模噪声自抵消技术的概念图;
图3是本发明实施例中共模噪声隔离技术的概念图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,并不用于限定本发明。
本发明所提压控振荡器是一种拥有共模噪声自抵消和隔离技术的双核增强型压控振荡器,可以起到相位噪声,功耗的优化并且保持紧凑面积的效果。该压控振荡器包括:两个对称布置的半电路,且两个半电路的结构完全相同。
对于每个半电路,其均包括:第一有源晶体管、第二有源晶体管以及无源谐振腔;
无源谐振腔包括:源端电感、栅端电感、漏端电感、第一电容以及第二电容;其中,源端电感与第一电容并联后,一端接地,另一端与第一有源晶体管、第二有源晶体管各自的源极分别连接。从压控振荡器整体结构上来说,一个半电路中源端电感的线圈与另一个半电路中源端电感的线圈共同构成闭合线圈结构。
对于每个半电路中的栅端电感,其一端与第一有源晶体管的栅极连接,另一端与第二有源晶体管的栅极连接,且接收栅极偏置电压;而栅端电感的线圈为双圈螺旋结构,分成4段,每段与漏端电感的正负半周线圈交替耦合,这样的结构可以提高压控振荡器的差模耦合系数,以使得压控振荡器中的差模电流正常耦合输出。从压控振荡器整体结构上来说,一个半电路中的漏端电感与另一个半电路中的漏端电感之间设有一条耦合线。
对于每个半电路中的漏端电感,其与第二电容并联后,一端与第一有源晶体管的漏极连接,另一端与第二有源晶体管的漏极连接,且接收电源电压,即接收VDD。从压控振荡器整体结构上来说,一个半电路中的漏端电感与另一个半电路中的漏端电感之间设有一条耦合线,两个漏端电感各自的正负半周线圈共同构成并联8字形线圈结构。
一般情况下,压控振荡器还包括:可调电容或者可调电容阵列。可调电容或者可调电容阵列,一端与第一有源晶体管的栅极连接,另一端与第二有源晶体管的栅极连接,即该可调电容或者可调电容阵列实质上与栅端电感是并联的,其用于调节压控振荡器的频率。
为了更好的解释和说明本发明所提压控振荡器的结构,参照图1,示出了本发明实施例一种压控振荡器的电路结构图和原理示意图。图1中左、右两图均以上、下结构的形式示例性的示出两个半电路的电路结构,以图1中点划线为区分上、下结构的线,在实际的电路结构中并不存在该点划线。
由图1中可知知晓,点划线以上部分为一个半电路,点划线以下部分未另一个半电路。两者结构完全相同。以点划线以上部分的半电路为例:
源端电感LS与第一电容CS并联后,一端接地,另一端与第一有源晶体管M1、第二有源晶体管M2各自的源极分别连接。图1中左图以两个电感LS/2为例示出源端电感LS,对照由图可知源端电感LS的线圈在一个半电路中被均匀分成两个线圈。而从两个半电路的整体结构上来看,一个半电路中源端电感的线圈与另一个半电路中源端电感的线圈共同构成闭合线圈结构,这从图1中右图所示结构可以得到清晰的理解。
此外,在一种可能的实施例中,源端电感LS的线圈在物理位置上,可以布置于差模谐振腔的下方,以增加压控振荡器的半电路中漏端电感LD与源端电感LS之间的共模耦合系数KDS,comm,而差模谐振腔由栅端电感LG和漏端电感LD构成。当然,源端电感LS的线圈也可以像图1中左图所示的那样,在物理位置上,不布置于差模谐振腔的下方,而是布置于差模谐振腔远离另一个半电路的那端,但这种布置方式,源端电感LS的线圈会额外占用面积,不利于压控振荡器的小型化。图1左图中两个半电路示图上虚线加非封闭弧线箭头表示源端电感LS的线圈可以折叠布置于差模谐振腔的下方。
可调电容或者可调电容阵列CG一端与第一有源晶体管M1的栅极连接,另一端与第二有源晶体管M2的栅极连接。同时,栅端电感LG一端也与第一有源晶体管M1的栅极连接,另一端也与第二有源晶体管M2的栅极连接,且接收栅极偏置电压VG。栅端电感LG的线圈为双圈螺旋结构,分成4段,每段为LG/4,每段与漏端电感LD的正负半周线圈交替耦合,以使得压控振荡器的差模电流正常耦合输出。结合图1中左、右两图可知,在一个半电路中,漏端电感LD的线圈也被均分为两个线圈LD/2,被称为正负半周线圈;而栅端电感LG的线圈被均分为四个线圈LG/4,其为双圈螺旋结构,每段线圈LG/4与漏端电感LD的正负半周线圈交替耦合。这样的结构可以提高压控振荡器的半电路中漏端电感LD与栅端电感LS之间的差模耦合系数KDG,diff。
图1左图中示例性的以电阻标识1、2表示耦合线,因为耦合线在电路中一般使用金属导线,因此呈现电阻特性。图1左图中每个半电路均利用双箭头实线标识出各个电感线圈的同名端,本领域技术人员根据图1左图中所示的双箭头实线标识,可以轻松的得到各个电感线圈的同名端。
需要说明的是,图1右图中,以虚框加两个电容符号、一个开关来表示可调电容或者可调电容阵列CG,限于示图的大小以及考虑到示图的简洁,未示出第一电容CS,其位于两个晶体管M1、M2源极连接处。
此外,由图1所示结构可知,漏端电感LD被复用,其被配置为实现前置滤波器和差模谐振电感器的功能。
基于上述电路结构及其原理图可知:从电源节点(即图1中VDD)经漏端电感LD注入的噪声电流,在源端电感LS上产生的感应电流方向与从地节点(图1中GND)经源端电感LS注入的噪声电流反向,所以可以抵消注入压控振荡器的噪声电流。参照图2,示出了本发明实施例中共模噪声自抵消技术的概念图。图2中示例性示出漏端电感LD、源端电感LS、第一电容CS以及两个有源晶体管M1、M2的结构,其本质上与图1所示结构相同。图2中箭头实线和箭头虚线分别表示注入的噪声电流和感应的电流,两者电流方向相反,互相抵消。
结合图1、图2可知:从电源节点VDD经漏端电感LD、第一晶体管M1和第二晶体管M2流到源端电感LS的共模电流,在漏端电感LD和源端电感LS上呈现相反的流向,产生相互削弱的磁感应分量,从而提高了电源节点VDD、地节点GND对压控振荡器的共模阻抗,即提高了从电源节点VDD、地节点GND看向压控振荡器的共模阻抗。由于电源节点VDD和地节点GND之间存在足量的滤波电容,可以认为对于交流路径而言电源、地是相同节点,因此上述设计的电路结构可以同时抑制噪声电流从电源侧和地侧注入压控振荡器,实线共模噪声自抵消。由于本发明所设计的结构并没有以功耗为代价提高电源节点、地节点对压控振荡器的共模阻抗,抵消注入压控振荡器的噪声电流,因此间接降低了压控振荡器的功耗。
另外,基于上述电路结构及其原理图还可知:从漏端电感LD到栅端电感LG的共模耦合电流,在栅端电感LG的内外半个线圈(即栅端电感LG中与漏端电感LD的正半周线圈耦合的两个线圈,以及栅端电感LG中与漏端电感LD的负半周线圈耦合的两个线圈)中产生方向相反的感应电流,则对外总电流为0,从而消除了从漏端电感LD到栅端电感LG的共模耦合,切断了从电源节点VDD到第一晶体管M1、第二晶体管M2各自栅极的噪声注入路径。参照图3,示出了本发明实施例中共模噪声隔离技术的概念图,图3中示例性示出漏端电感LD、栅端电感LG以及两个有源晶体管M1、M2的结构,其本质上与图1所示结构相同,提升了前述差模耦合系数KDG,diff。图3中漏端电感LD上方两个方向相反的箭头实线分别表示注入的噪声电流和感应的电流,两者电流方向相反,互相抵消。栅端电感LG中每段线圈上方两个方向相反的箭头实线和箭头虚线,分别表示流经的共模耦合电流和感应的电流,两者电流方向相反,自然对外的总电流就为0,消除了从漏端电感LD到栅端电感LG的共模耦合,切断从电源节点VDD到第一晶体管M1、第二晶体管M2各自栅极的噪声注入路径。
此外,结合图1、2、3可知:当压控振荡器工作于差模模式时,两个半电路的两个漏端电感LD各自的正负半周共同构成并联8字形线圈结构,可以使得漏端电感LD产生的磁通量大小相等方向相反,则在两个半电路的两个源端电感LS各自的线圈共同构成闭合线圈结构上的总磁通就是0,而共模耦合依然存在,因此实现了差模模式与共模模式解耦。这样的好处是:一是可以避免差模和共模模式相互干扰,恶化差模振荡特性;二是源端电感LS可以折到差模谐振腔(由漏端电感LD线圈和栅端电感LG线圈构成)下方,即布置于差模谐振腔的下方,增加前述共模耦合系数KDS,comm的同时还缩减了占用面积。
可以理解的是本发明所提压控振荡器的具体实现方式可以是集成电路芯片或PCB板级电路等等。在实际的制造中,一般由于变压器周围必要的电磁隔离,电源网络被切断,焊球(即焊盘)摆放需要受到限制。而本发明所提压控振荡器中,通过两个对称半电路(相当于折叠了变压器)以及源端电感LS的布置位置,减小了该部分电路结构所占用的面积,可以为压控振荡器提供更完整的电源网络,减少对焊球位置的限制。
本发明所提压控振荡器具有较好的共模噪声自消除和隔离,同时实现了在功耗、相位噪声性能与面积三个方面的综合性能优化,极好的满足了手机、笔记本电脑、基于移动基站应用的无人机等对于功耗、硅面积以及相位噪声等指标要求更高的电子设备。
基于上述压控振荡器,本发明实施例还提供一种频率源,所述频率源包括:如上任一所述的压控振荡器。
基于上述压控振荡器,本发明实施例还提供一种电子设备,所述电子设备包括:如上任一所述的压控振荡器。
综上所述,本发明压控振荡器包括:两个对称布置的半电路,且两个半电路的结构相同;每个半电路均包括:第一有源晶体管、第二有源晶体管以及无源谐振腔;而无源谐振腔包括:源端电感、栅端电感、漏端电感、第一电容以及第二电容。
对于每个半电路均有:源端电感与第一电容并联后,一端接地,另一端与第一有源晶体管、第二有源晶体管各自的源极分别连接。而在压控振荡器整体结构上,一个半电路中源端电感的线圈与另一个半电路中源端电感的线圈共同构成闭合线圈结构。
栅端电感一端与第一有源晶体管的栅极连接,另一端与第二有源晶体管的栅极连接,且接收栅极偏置电压;栅端电感的线圈为双圈螺旋结构,分成4段,每段与漏端电感的正负半周线圈交替耦合,以使得差模电流可以正常耦合输出。
漏端电感与第二电容并联后,一端与第一有源晶体管的漏极连接,另一端与第二有源晶体管的漏极连接,且接收电源电压。而在压控振荡器整体结构上,一个半电路中的漏端电感与另一个半电路中的漏端电感之间设有一条耦合线,两个漏端电感各自的正负半周线圈共同构成并联8字形线圈结构。
本发明的压控振荡器中,漏端电感连接在两个晶体管的漏极之间,源端电感连接在两个晶体管的源极之间。由于从电源节点经漏端电感注入的噪声电流,在源端电感上产生的感应电流方向与从地节点经源端电感注入的噪声电流反向,因此可以抵消注入压控振荡器的噪声电流。而从电源节点经漏端电感、两个晶体管到源端电感的共模电流,在漏端电感和源端电感上呈现相反的流向,会产生相互削弱的磁感应分量,因此可以提高电源节点、地节点对压控振荡器的共模阻抗。由于电源节点和地节点之间存在足量的滤波电容,可以认为对于交流路径而言电源、地是相同节点,因此上述结构的设计可以同时抑制噪声电流从电源侧和地侧注入压控振荡器。因此区别于目前技术方案中以功耗为代价来改善相位噪声的方法,本发明所设计的结构提高电源节点、地节点对压控振荡器的共模阻抗,抵消注入压控振荡器的噪声电流,并没有以功耗为代价,间接降低了压控振荡器的功耗。
并且从漏端电感到栅端电感的共模耦合电流,在栅端电感LG的内外半个线圈中产生方向相反的感应电流,则对外总电流为0,即可消除从漏端电感到栅端电感的共模耦合,切断从电源节点到两个晶体管各自栅极的噪声注入路径,实现隔离VDD耦合到晶体管栅极的噪声注入路径。
此外,差模模式下,两个漏端电感线圈共同构成并联8字形线圈结构,使得漏端电感产生的磁通量大小相等方向相反,则在两个源端电感线圈共同构成闭合线圈结构上的总磁通是0,而共模耦合依然存在,实现差模模式与共模模式解耦。避免了差模和共模模式相互干扰,恶化差模振荡特性。同时,源端电感可以折到差模谐振腔下方,即布置于差模谐振腔的下方,增加共模耦合系数的同时还缩减了占用面积。本发明所提压振荡器在功耗,相位噪声性能与面积三个方面实现综合性能优化,具有较高的实用性。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种压控振荡器,其特征在于,所述压控振荡器包括:两个对称布置的半电路,且两个半电路的结构相同;
每个半电路均包括:第一有源晶体管、第二有源晶体管以及无源谐振腔;
所述无源谐振腔包括:源端电感、栅端电感、漏端电感、第一电容以及第二电容;
所述源端电感与所述第一电容并联后,一端接地,另一端与所述第一有源晶体管、所述第二有源晶体管各自的源极分别连接;
所述栅端电感一端与所述第一有源晶体管的栅极连接,另一端与所述第二有源晶体管的栅极连接,且接收栅极偏置电压;
所述漏端电感与所述第二电容并联后,一端与所述第一有源晶体管的漏极连接,另一端与所述第二有源晶体管的漏极连接,且接收电源电压;
其中,一个半电路中的漏端电感与另一个半电路中的漏端电感之间设有一条耦合线,每个半电路中栅端电感的线圈为双圈螺旋结构,分成4段,每段与所述漏端电感的正负半周线圈交替耦合,以使得差模电流正常耦合输出;
一个半电路中的漏端电感与另一个半电路中的漏端电感之间设有一条耦合线,两个漏端电感各自的正负半周线圈共同构成并联8字形线圈结构;
一个半电路中源端电感的线圈与另一个半电路中源端电感的线圈共同构成闭合线圈结构。
2.根据权利要求1所述的压控振荡器,其特征在于,所述源端电感的线圈布置于差模谐振腔的下方,增加共模耦合系数,所述差模谐振腔由所述栅端电感和所述漏端电感构成。
3.根据权利要求1所述的压控振荡器,其特征在于,所述漏端电感被配置为前置滤波器和差模谐振电感器。
4.根据权利要求1所述的压控振荡器,其特征在于,从电源节点经所述漏端电感注入的噪声电流,在所述源端电感上产生的感应电流方向与从地节点经所述源端电感注入的噪声电流反向,抵消注入所述压控振荡器的噪声电流。
5.根据权利要求4所述的压控振荡器,其特征在于,从所述电源节点经所述漏端电感、所述第一晶体管和所述第二晶体管流到所述源端电感的共模电流,在所述漏端电感和所述源端电感上呈现相反的流向,产生相互削弱的磁感应分量,提高所述电源节点、所述地节点对所述压控振荡器的共模阻抗。
6.根据权利要求1所述的压控振荡器,其特征在于,从所述漏端电感到所述栅端电感的共模耦合电流,在所述栅端电感的内外半个线圈中产生方向相反的感应电流,则对外总电流为0,消除从所述漏端电感到所述栅端电感的共模耦合,切断从电源节点到所述第一晶体管、所述第二晶体管各自栅极的噪声注入路径。
7.根据权利要求1所述的压控振荡器,其特征在于,当所述压控振荡器工作于差模模式时,两个所述漏端电感各自的正负半周共同构成并联8字形线圈结构,使得所述漏端电感产生的磁通量大小相等方向相反,则在两个所述源端电感各自的线圈共同构成闭合线圈结构上的总磁通是0,而共模耦合依然存在,实现差模模式与共模模式解耦。
8.根据权利要求1所述的压控振荡器,其特征在于,所述压控振荡器还包括:可调电容或者可调电容阵列;
所述可调电容或者所述可调电容阵列,一端与所述第一有源晶体管的栅极连接,另一端与所述第二有源晶体管的栅极连接,所述可调电容或者所述可调电容阵列用于调节所述压控振荡器的频率。
9.一种频率源,其特征在于,所述频率源包括:如权利要求1-8任一所述的压控振荡器。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:如权利要求1-8任一所述的压控振荡器。
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CN202310118920.2A CN116054744A (zh) | 2023-02-06 | 2023-02-06 | 一种压控振荡器、频率源以及电子设备 |
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CN202310118920.2A CN116054744A (zh) | 2023-02-06 | 2023-02-06 | 一种压控振荡器、频率源以及电子设备 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2023
- 2023-02-06 CN CN202310118920.2A patent/CN116054744A/zh active Pending
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