JP2015091084A - Four phase output voltage controlled oscillator - Google Patents
Four phase output voltage controlled oscillator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015091084A JP2015091084A JP2013231078A JP2013231078A JP2015091084A JP 2015091084 A JP2015091084 A JP 2015091084A JP 2013231078 A JP2013231078 A JP 2013231078A JP 2013231078 A JP2013231078 A JP 2013231078A JP 2015091084 A JP2015091084 A JP 2015091084A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- differential
- phase
- controlled oscillator
- differential signal
- voltage controlled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
この発明は、位相が0度、90度、180度及び270度の信号を出力する4相出力電圧制御発振器に関するものである。 The present invention relates to a four-phase output voltage controlled oscillator that outputs signals having phases of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees.
無線通信の品質を左右する部品の一つとして、位相雑音が低い電圧制御発振器に高い需要がある。
例えば、4相出力電圧制御発振器は、位相が0度、90度、180度及び270度の信号を出力する電圧制御発振器である。
従来の4相出力電圧制御発振器では、位相雑音を低くするために、2つの差動電圧制御発振器の間に移相器を設けて、発振波と注入波の位相を同位相とする手法が用いられている(例えば、非特許文献1,2を参照)。
As one of the components that influence the quality of wireless communication, there is a high demand for a voltage controlled oscillator with low phase noise.
For example, a four-phase output voltage controlled oscillator is a voltage controlled oscillator that outputs signals having phases of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees.
In the conventional four-phase output voltage controlled oscillator, in order to reduce the phase noise, a phase shifter is provided between the two differential voltage controlled oscillators so that the phases of the oscillation wave and the injection wave are the same. (For example, see Non-Patent
図7は以下の非特許文献1,2に開示されている4相出力電圧制御発振器を示す構成図である。
図7の4相出力電圧制御発振器は、差動電圧制御発振器101,103と固定90度移相器102,104から構成されている。
差動電圧制御発振器101は、0度と180度の差動信号に同期して、0度と180度の差動信号を固定90度移相器102に出力する。
固定90度移相器102は、差動電圧制御発振器101から出力された0度と180度の差動信号の位相を90度遅らせて、90度と270度の差動信号を差動電圧制御発振器103に出力する。
差動電圧制御発振器103は、固定90度移相器102から出力された90度と270度の差動信号に同期して、90度と270度の差動信号を固定90度移相器104に出力する。
固定90度移相器104は、差動電圧制御発振器103から出力された90度と270度の差動信号の位相を90度遅らせて、180度と0(360)度の差動信号を差動電圧制御発振器101に出力する。
FIG. 7 is a block diagram showing a four-phase output voltage controlled oscillator disclosed in
The 4-phase output voltage controlled oscillator shown in FIG. 7 includes differential voltage controlled
The differential voltage controlled
The fixed 90-
The differential voltage controlled
The fixed 90-
従来の4相出力電圧制御発振器は以上のように構成されているので、固定90度移相器102,104の移相量が90度に設定されているが、固定90度移相器102,104は一般的に周波数特性を有しているため、差動電圧制御発振器101,103における差動信号の発振周波数が変化すると、固定90度移相器102,104の移相量が90度からずれてしまって、位相雑音特性が劣化してしまう課題があった。
Since the conventional four-phase output voltage controlled oscillator is configured as described above, the phase shift amount of the fixed 90
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、差動電圧制御発振器における差動信号の発振周波数が変化しても、低位相雑音特性が得られる4相出力電圧制御発振器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. A four-phase output voltage controlled oscillator capable of obtaining low phase noise characteristics even when the oscillation frequency of a differential signal in the differential voltage controlled oscillator changes. The purpose is to obtain.
この発明に係る4相出力電圧制御発振器は、180度の位相差がある第1の差動信号に同期して、第1の差動信号と位相が同じ第2の差動信号を発振する第1の差動電圧制御発振器と、第1の差動電圧制御発振器における第2の差動信号の発振周波数と一致する周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、第1の差動電圧制御発振器により発振された第2の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である第3の差動信号を出力する第1の可変移相器と、第1の可変移相器から出力された第3の差動信号に同期して、第1の差動電圧制御発振器における第2の差動信号の発振周波数と一致する発振周波数で、第3の差動信号と位相が同じ第4の差動信号を発振する第2の差動電圧制御発振器と、第2の差動電圧制御発振器における第4の差動信号の発振周波数と一致する周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、第2の差動電圧制御発振器により発振された第4の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である第1の差動信号を第1の差動電圧制御発振器に出力する第2の可変移相器とを備えるようにしたものである。 The four-phase output voltage controlled oscillator according to the present invention oscillates a second differential signal having the same phase as the first differential signal in synchronization with the first differential signal having a phase difference of 180 degrees. The first differential voltage controlled oscillator has a pass characteristic that is a phase characteristic delayed by 90 degrees at a frequency that matches the oscillation frequency of the second differential signal in the first differential voltage controlled oscillator. A first variable phase shifter that delays the phase of the second differential signal oscillated by the differential voltage controlled oscillator of 90 degrees and outputs a third differential signal that is a differential signal after the phase delay; In synchronism with the third differential signal output from the first variable phase shifter, the third differential signal has an oscillation frequency that matches the oscillation frequency of the second differential signal in the first differential voltage controlled oscillator. A second differential voltage controlled oscillator that oscillates a fourth differential signal having the same phase as that of the second differential signal, and a second differential voltage The fourth differential signal generated by the second differential voltage controlled oscillator has a passing characteristic that is a phase characteristic delayed by 90 degrees at a frequency that matches the oscillation frequency of the fourth differential signal in the controlled oscillator. A second variable phase shifter that delays the phase of the signal by 90 degrees and outputs the first differential signal, which is a differential signal after the phase delay, to the first differential voltage controlled oscillator; It is.
この発明によれば、第1の差動電圧制御発振器における第2の差動信号の発振周波数と一致する周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、第1の差動電圧制御発振器により発振された第2の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である第3の差動信号を第2の差動電圧制御発振器に出力する第1の可変移相器と、第2の差動電圧制御発振器における第4の差動信号の発振周波数と一致する周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、第2の差動電圧制御発振器により発振された第4の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である第1の差動信号を第1の差動電圧制御発振器に出力する第2の可変移相器とを備えるように構成したので、第1及び第2の差動電圧制御発振器における差動信号の発振周波数が変化しても、低位相雑音特性が得られる効果がある。 According to the present invention, the first differential voltage controlled oscillator has a pass characteristic having a phase characteristic delayed by 90 degrees at a frequency that matches the oscillation frequency of the second differential signal. The first differential signal oscillated by the voltage controlled oscillator is delayed by 90 degrees, and the third differential signal, which is the differential signal after the phase delay, is output to the second differential voltage controlled oscillator. And a pass characteristic that is a phase characteristic delayed by 90 degrees at a frequency that matches the oscillation frequency of the fourth differential signal in the second differential voltage controlled oscillator. The fourth differential signal oscillated by the dynamic voltage controlled oscillator is delayed by 90 degrees, and the first differential signal, which is the differential signal after the phase delay, is output to the first differential voltage controlled oscillator. 2 variable phase shifters, so that the first and second differential voltage control Also vary the oscillation frequency of the differential signal in oscillator, the effect of low phase noise characteristics.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による4相出力電圧制御発振器を示す概略構成図であり、図2はこの発明の実施の形態1による4相出力電圧制御発振器の詳細を示す構成図である。
図1及び図2において、差動VCO(Voltage Controlled Oscillator)1は可変移相器8から出力された0度と180度の差動信号(180度の位相差がある第1の差動信号)に同期して、0度と180度の差動信号(第1の差動信号と位相が同じ第2の差動信号)を発振する第1の差動電圧制御発振器である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a four-phase output voltage controlled oscillator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram showing details of the four-phase output voltage controlled oscillator according to the first embodiment of the present invention. .
1 and 2, a differential VCO (Voltage Controlled Oscillator) 1 is a differential signal of 0 degrees and 180 degrees output from the variable phase shifter 8 (a first differential signal having a phase difference of 180 degrees). Is a first differential voltage controlled oscillator that oscillates a differential signal of 0 degrees and 180 degrees (a second differential signal having the same phase as the first differential signal) in synchronization with.
差動VCO1は可変共振器2(第1の可変共振器)と能動回路3から構成されており、可変共振器2はインダクタL0とキャパシタC0からなる並列共振回路であり、その共振周波数が差動VCO1における差動信号の発振周波数となる。
能動回路3は発振デバイス用トランジスタM1,M2と注入差動対用トランジスタM3,M4とから構成され、可変共振器2の共振周波数で、0度と180度の差動信号を発振する回路である。
差動VCO1としては、例えば、クロスカップルド発振器、差動コルピッツ発振器、push−push発振器などの電圧制御発振器が考えられる。
The
The
As the
可変移相器4は差動VCO1における差動信号の発振周波数と一致する共振周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、差動VCO1により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である90度と270度の差動信号(第3の差動信号)を差動VCO5に出力する第1の可変移相器である。
即ち、可変移相器4は可変共振器2と同一の周波数特性を有する可変共振器(第2の可変共振器)から構成されており、この可変共振器は、インダクタLpsとキャパシタCpsからなる並列共振回路である。
可変移相器4である可変共振器は差動VCO1により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である90度と270度の差動信号を差動VCO5に出力する。
The variable phase shifter 4 has a passing characteristic that has a phase characteristic delayed by 90 degrees at a resonance frequency that matches the oscillation frequency of the differential signal in the
That is, the variable phase shifter 4 is composed of a variable resonator (second variable resonator) having the same frequency characteristics as the
The variable resonator which is the variable phase shifter 4 delays the phase of the differential signal oscillated by the
差動VCO5は可変移相器4から出力された90度と270度の差動信号に同期して、差動VCO1における差動信号の発振周波数と一致する発振周波数で、90度と270度の差動信号(第3の差動信号と位相が同じ第4の差動信号)を発振する第2の差動電圧制御発振器である。
差動VCO5は可変共振器6(第3の可変共振器)と能動回路7から構成されており、可変共振器6はインダクタL0とキャパシタC0からなる並列共振回路であり、その共振周波数が差動VCO5における差動信号の発振周波数となる。
能動回路7は発振デバイス用トランジスタM5,M6と注入差動対用トランジスタM7,M8とから構成され、可変共振器6の共振周波数で、90度と270度の差動信号を発振する回路である。
差動VCO5としては、例えば、クロスカップルド発振器、差動コルピッツ発振器、push−push発振器などの電圧制御発振器が考えられる。
The
Differential VCO5 is composed of a variable resonator 6 (third variable resonator) and the
The
As the
可変移相器8は差動VCO5における差動信号の発振周波数と一致する共振周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、差動VCO5により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である180度と0(360)度の差動信号(第1の差動信号)を差動VCO1に出力する第2の可変移相器である。
即ち、可変移相器8は可変共振器6と同一の周波数特性を有する可変共振器(第4の可変共振器)から構成されており、この可変共振器は、インダクタLpsとキャパシタCpsからなる並列共振回路である。
可変移相器8である可変共振器は差動VCO5により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である0度と0(360)度の差動信号を差動VCO1に出力する。
The
That is, the
The variable resonator which is the
出力端子11は位相が0度の高周波信号を出力する端子である。
出力端子12は位相が180度の高周波信号を出力する端子である。
出力端子13は位相が90度の高周波信号を出力する端子である。
出力端子14は位相が270度の高周波信号を出力する端子である。
The
The
The
The
バッファアンプ21は差動VCO1と可変移相器4の間に接続され、差動VCO1から出力された差動信号が可変移相器4の方向に流れるのは許容するが、可変移相器4から差動VCO1の方向に流れるのを阻止する素子である。
バッファアンプ22は差動VCO5と可変移相器8の間に接続され、差動VCO5から出力された差動信号が可変移相器8の方向に流れるのは許容するが、可変移相器8から差動VCO5の方向に流れるのを阻止する素子である。
容量23,24はバイアス回路用の容量であり、直流が注入差動対用トランジスタM7,M8に印加されないように設けられている。
容量25,26はバイアス回路用の容量であり、直流が注入差動対用トランジスタM3,M4に印加されないように設けられている。
The
The
The
次に動作について説明する。
この実施の形態1では、4つの可変共振器(差動VCO1内の可変共振器2、可変移相器4である可変共振器、差動VCO5内の可変共振器6、可変移相器8である可変共振器)が、全て同一の周波数特性を有するようにするために、予めインダクタL0,Lps及びキャパシタCps,Lpsの値が設定されている。
また、差動VCO1,5及び可変移相器4,8の電源電圧はVddで共通であり、4つの可変共振器の共振周波数を制御する電圧はVcontで共通である。
したがって、4つの可変共振器の共振周波数f0は常に同じ周波数であり、仮に、差動VCO1内の可変共振器2の共振周波数f0が変化しても、残りの3つの可変共振器の共振周波数f0も同様に変化する。
図3は4つの可変共振器の通過特性を示す説明図であり、4つの可変共振器の通過特性は、共振周波数f0の付近で急峻な位相変化が得られ、共振周波数f0で90度遅れの位相特性となっている。
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, four variable resonators (a
The power supply voltages of the
Accordingly, the resonance frequencies f 0 of the four variable resonators are always the same frequency. Even if the resonance frequency f 0 of the
Figure 3 is an explanatory view showing the pass characteristics of four of the variable resonator, the four pass characteristics of the variable resonator, abrupt phase change is obtained in the vicinity of the resonance frequency f 0, the resonance frequency f 0 at 90 ° It has a delayed phase characteristic.
差動VCO1は、可変移相器8から0度と180度の差動信号を受けると、差動VCO1内の能動回路3が、可変共振器2の共振周波数f0で、0度と180度の差動信号を発振する。
可変移相器4は、共振周波数f0の可変共振器であり、共振周波数f0で90度遅れの位相特性となる通過特性を有している。
このため、可変移相器4は、差動VCO1から0度と180度の差動信号を受けると、その差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である90度と270度の差動信号を差動VCO5に出力する。
なお、可変移相器4である可変共振器の共振周波数f0は、可変共振器2の共振周波数f0と常に同じである。このため、仮に、可変共振器2の共振周波数f0が変化して、差動VCO1における差動信号の発振周波数が変化しても、可変移相器4である可変共振器の共振周波数f0も同様に変化するので、その差動信号の位相を正確に90度遅らせることができる。
When the
Variable phase shifter 4 is a variable resonator of the resonance frequency f 0, and has a pass characteristic which is a phase characteristic of 90-degree lag at the resonant frequency f 0.
Therefore, when the variable phase shifter 4 receives the differential signals of 0 degrees and 180 degrees from the
The resonance frequency f 0 of the variable resonator is variable phase shifter 4 is always the same as the resonance frequency f 0 of the
差動VCO5は、可変移相器4から90度と270度の差動信号を受けると、差動VCO5内の能動回路7が、可変共振器6の共振周波数f0で、90度と270度の差動信号を発振する。
可変移相器8は、共振周波数f0の可変共振器であり、共振周波数f0で90度遅れの位相特性となる通過特性を有している。
このため、可変移相器8は、差動VCO5から90度と270度の差動信号を受けると、その差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である180度と0(360)度の差動信号を差動VCO1に出力する。
なお、可変移相器8である可変共振器の共振周波数f0は、可変共振器6の共振周波数f0と常に同じである。このため、仮に、可変共振器6の共振周波数f0が変化して、差動VCO5における差動信号の発振周波数が変化しても、可変移相器8である可変共振器の共振周波数f0も同様に変化するので、その差動信号の位相を正確に90度遅らせることができる。
When the
For this reason, when the
The resonance frequency f 0 of the variable resonator is
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、差動VCO1における差動信号の発振周波数と一致する共振周波数f0で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、差動VCO1により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である90度と270度の差動信号を差動VCO5に出力する可変移相器4と、差動VCO5における差動信号の発振周波数と一致する共振周波数f0で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、差動VCO5により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である180度と0(360)度の差動信号を差動VCO1に出力する可変移相器8とを備えるように構成したので、差動VCO1,5における差動信号の発振周波数が変化しても、広帯域に低位相雑音特性が得られる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the phase characteristic has a phase characteristic delayed by 90 degrees at the resonance frequency f 0 that coincides with the oscillation frequency of the differential signal in the
実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2による4相出力電圧制御発振器の詳細を示す構成図であり、図4において、図2と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
容量31,32は差動VCO1内の可変共振器2の共振特性調整用の容量であり、差動VCO1とバッファアンプ21の間に接続されている。
容量33,34は差動VCO5内の可変共振器6の共振特性調整用の容量であり、差動VCO5とバッファアンプ22の間に接続されている。
この実施の形態2では、容量31,32が第1の容量を構成し、容量23,24が第2の容量を構成し、容量33,34が第3の容量を構成し、容量25,26が第4の容量を構成している。
なお、容量31〜34及び容量23〜26は、同一の容量値に設定されている。
FIG. 4 is a block diagram showing details of the four-phase output voltage controlled oscillator according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG.
In the second embodiment, the
In addition, the capacity | capacitances 31-34 and the capacity | capacitances 23-26 are set to the same capacity | capacitance value.
次に動作について説明する。
上記実施の形態1では、4つの可変共振器(差動VCO1内の可変共振器2、可変移相器4である可変共振器、差動VCO5内の可変共振器6、可変移相器8である可変共振器)が、全て同一の周波数特性を有するようにするために、予めインダクタL0,Lps及びキャパシタCps,Lpsの値が設定されているものを示したが、4つの可変共振器の共振特性は、注入差動対用トランジスタM3,M4,M7,M8、バッファアンプ21,22及びバイアス回路用の容量23〜26の寄生容量などの影響を受けるため、この実施の形態2では、注入差動対用トランジスタM3,M4,M7,M8として、同じトランジスタを使用するとともに、共振特性調整用の容量31〜34を追加している。
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, the four variable resonators (the
即ち、上記実施の形態1では、直流が注入差動対用トランジスタM3,M4,M7,M8に印加されないようにバイアス回路用の容量23〜26を設けているが、バイアス回路用の容量23〜26を設けることで、可変移相器4,8である可変共振器の共振周波数f0が若干変化するので、実施の形態2では共振特性調整用の容量31〜34を追加することで、可変共振器2,6の共振周波数f0を調整して、4つの可変共振器の共振特性が精度よく一致するようにしている。
これにより、この実施の形態2によれば、上記実施の形態1よりも更に低位相雑音特性が得られる効果を奏する。
That is, in the first embodiment, the
As a result, according to the second embodiment, there is an effect that a lower phase noise characteristic can be obtained than in the first embodiment.
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3による4相出力電圧制御発振器を示す概略構成図であり、図6はこの発明の実施の形態3による4相出力電圧制御発振器の詳細を示す構成図である。
図5及び図6において、図1及び図2と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
可変移相器41は差動VCO1における差動信号の発振周波数と一致する周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、差動VCO1により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である90度と270度の差動信号(第3の差動信号)を差動VCO5に出力する第1の可変移相器である。
即ち、可変移相器41は可変共振器2の共振周波数の変化に合わせて移相量が変化する抵抗RpsとキャパシタCpsからなるRCフィルタ(第1のRCフィルタ)から構成されており、そのRCフィルタが、差動VCO1により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である90度と270度の差動信号を差動VCO5に出力する。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a four-phase output voltage controlled oscillator according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a configuration diagram showing details of the four-phase output voltage controlled oscillator according to the third embodiment of the present invention. .
5 and FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG.
The
That is, the
可変移相器42は差動VCO5における差動信号の発振周波数と一致する周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、差動VCO5により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である180度と0(360)度の差動信号(第1の差動信号)を差動VCO1に出力する第2の可変移相器である。
即ち、可変移相器42は可変共振器6の共振周波数の変化に合わせて移相量が変化する抵抗RpsとキャパシタCpsからなるRCフィルタ(第2のRCフィルタ)から構成されており、そのRCフィルタが、差動VCO5により発振された差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である180度と0(360)度の差動信号を差動VCO1に出力する。
The
That is, the
図6の例では、容量31〜34が設けられていないが、図4の4相出力電圧制御発振器と同様に、図6の4相出力電圧制御発振器にも、容量31〜34が設けられていてもよい。
なお、この実施の形態3では、差動VCO1内の可変共振器2が第1の可変共振器、差動VCO5内の可変共振器6が第2の可変共振器を構成する。上記実施の形態1,2では、差動VCO5内の可変共振器6が第3の可変共振器であるとして説明している。
In the example of FIG. 6, the
In the third embodiment, the
次に動作について説明する。
この実施の形態3では、差動VCO1内の可変共振器2と差動VCO5内の可変共振器6の共振周波数を制御する電圧はVcont1で共通である。
また、可変移相器4であるRCフィルタと可変移相器8であるRCフィルタの移相量を制御する電圧はVcont2で共通である。
このとき、可変共振器2,6及び可変移相器4,8であるRCフィルタの全てが同一の周波数特性を有するようにするために、予めインダクタL0、キャパシタCps,Cps及び抵抗Rps値が設定されるとともに、制御電圧Vcont1,Vcont2が設定されている。
即ち、可変移相器41から出力される差動信号の位相が、差動VCO1により発振される差動信号の位相と一致し、可変移相器42から出力される差動信号の位相が、差動VCO5により発振される差動信号の位相と一致するように、制御電圧Vcont1,Vcont2が設定されている。
したがって、仮に、差動VCO1,5内の可変共振器2,6の共振周波数f0が変化して、差動VCO1,5により発振された差動信号の位相が変化しても、可変移相器41,42から出力される差動信号の位相も同様に変化する。
Next, the operation will be described.
In the third embodiment, the voltage for controlling the resonance frequency of the
The voltage for controlling the phase shift amount of the RC filter that is the variable phase shifter 4 and the RC filter that is the
At this time, the inductors L 0 , capacitors C ps , C ps and resistor R are preliminarily set so that all the RC filters which are the
That is, the phase of the differential signal output from the
Therefore, even if the resonance frequency f 0 of the
差動VCO1は、可変移相器8から0度と180度の差動信号を受けると、差動VCO1内の能動回路3が、可変共振器2の共振周波数f0で、0度と180度の差動信号を発振する。
可変移相器41は、差動VCO1から0度と180度の差動信号を受けると、その差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である90度と270度の差動信号を差動VCO5に出力する。
なお、可変移相器41は、上述したように、可変共振器2の共振周波数f0の変化に合わせて移相量が変化するRCフィルタから構成されているため、仮に、可変共振器2の共振周波数f0が変化して、差動VCO1により発振された差動信号の位相が変化しても、可変移相器41から出力される差動信号の位相も同様に変化する。したがって、差動VCO1により発振された差動信号の位相が変化しても、その差動信号の位相を正確に90度遅らせることができる。
When the
When the
Note that, as described above, the
差動VCO5は、可変移相器4から90度と270度の差動信号を受けると、差動VCO5内の能動回路7が、可変共振器6の共振周波数f0で、90度と270度の差動信号を発振する。
可変移相器42は、差動VCO5から90度と270度の差動信号を受けると、その差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である180度と0(360)度の差動信号を差動VCO1に出力する。
なお、可変移相器42は、上述したように、可変共振器6の共振周波数f0の変化に合わせて移相量が変化するRCフィルタから構成されているため、仮に、可変共振器6の共振周波数f0が変化して、差動VCO5により発振された差動信号の位相が変化しても、可変移相器42から出力される差動信号の位相も同様に変化する。したがって、差動VCO5により発振された差動信号の位相が変化しても、その差動信号の位相を正確に90度遅らせることができる。
When the
When the
Note that, as described above, the
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、可変移相器41,42が、可変共振器2,6の共振周波数f0の変化に合わせて移相量が変化するRCフィルタから構成されているので、上記実施の形態1,2と同様に、差動VCO1,5における差動信号の発振周波数が変化しても、広帯域に低位相雑音特性が得られる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the third embodiment, the
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 差動VCO(第1の差動電圧制御発振器)、2 可変共振器(第1の可変共振器)、3 能動回路、4 可変移相器(第1の可変移相器、第2の可変共振器)、5 差動VCO(第2の差動電圧制御発振器)、6 可変共振器(第3の可変共振器、第2の可変共振器)、7 能動回路、8 可変移相器(第2の可変移相器、第4の可変共振器)、11〜14 出力端子、21,22 バッファアンプ、23,24 容量(第2の容量)、25,26 容量(第4の容量)、31,32 容量(第1の容量)、33,34 容量(第3の容量)、41 可変移相器(第1の可変移相器、第1のRCフィルタ)、42 可変移相器(第2の可変移相器、第2のRCフィルタ)、101,103 差動電圧制御発振器、102,104 固定90度移相器。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1の差動電圧制御発振器における第2の差動信号の発振周波数と一致する周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、前記第1の差動電圧制御発振器により発振された第2の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である第3の差動信号を出力する第1の可変移相器と、
前記第1の可変移相器から出力された第3の差動信号に同期して、前記第1の差動電圧制御発振器における第2の差動信号の発振周波数と一致する発振周波数で、前記第3の差動信号と位相が同じ第4の差動信号を発振する第2の差動電圧制御発振器と、
前記第2の差動電圧制御発振器における第4の差動信号の発振周波数と一致する周波数で90度遅れの位相特性となる通過特性を有しており、前記第2の差動電圧制御発振器により発振された第4の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である前記第1の差動信号を前記第1の差動電圧制御発振器に出力する第2の可変移相器と
を備えた4相出力電圧制御発振器。 A first differential voltage controlled oscillator for oscillating a second differential signal having the same phase as the first differential signal in synchronization with a first differential signal having a phase difference of 180 degrees;
The first differential voltage controlled oscillator has a pass characteristic that is a phase characteristic delayed by 90 degrees at a frequency that matches the oscillation frequency of the second differential signal in the first differential voltage controlled oscillator. A first variable phase shifter that delays the phase of the oscillated second differential signal by 90 degrees and outputs a third differential signal that is a differential signal after the phase delay;
In synchronization with the third differential signal output from the first variable phase shifter, the oscillation frequency coincides with the oscillation frequency of the second differential signal in the first differential voltage controlled oscillator, and A second differential voltage controlled oscillator that oscillates a fourth differential signal having the same phase as the third differential signal;
The second differential voltage controlled oscillator has a passing characteristic that is a phase characteristic delayed by 90 degrees at a frequency that matches the oscillation frequency of the fourth differential signal in the second differential voltage controlled oscillator. A second variable for delaying the phase of the oscillated fourth differential signal by 90 degrees and outputting the first differential signal, which is a differential signal after the phase delay, to the first differential voltage controlled oscillator A four-phase output voltage controlled oscillator comprising a phase shifter.
前記第1の可変移相器は、前記第1の可変共振器と同一の周波数特性を有する第2の可変共振器から構成されており、前記第2の可変共振器が前記第1の差動電圧制御発振器により発振された第2の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である第3の差動信号を出力し、
前記第2の差動電圧制御発振器は第3の可変共振器を備え、前記第3の可変共振器の共振周波数が前記第2の差動電圧制御発振器における第4の差動信号の発振周波数となり、
前記第2の可変移相器は、前記第3の可変共振器と同一の周波数特性を有する第4の可変共振器から構成されており、前記第4の可変共振器が前記第2の差動電圧制御発振器により発振された第4の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である前記第1の差動信号を前記第1の差動電圧制御発振器に出力することを特徴とする請求項1記載の4相出力電圧制御発振器。 The first differential voltage controlled oscillator includes a first variable resonator, and a resonance frequency of the first variable resonator becomes an oscillation frequency of a second differential signal in the first differential voltage controlled oscillator. ,
The first variable phase shifter includes a second variable resonator having the same frequency characteristic as the first variable resonator, and the second variable resonator is the first differential resonator. The phase of the second differential signal oscillated by the voltage controlled oscillator is delayed by 90 degrees, and a third differential signal that is a differential signal after the phase delay is output,
The second differential voltage controlled oscillator includes a third variable resonator, and a resonance frequency of the third variable resonator is an oscillation frequency of a fourth differential signal in the second differential voltage controlled oscillator. ,
The second variable phase shifter includes a fourth variable resonator having the same frequency characteristics as the third variable resonator, and the fourth variable resonator is the second differential resonator. The phase of the fourth differential signal oscillated by the voltage controlled oscillator is delayed by 90 degrees, and the first differential signal that is the differential signal after the phase delay is output to the first differential voltage controlled oscillator. The four-phase output voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein:
前記第1の可変移相器は、前記第1の可変共振器の共振周波数の変化に合わせて移相量が変化する第1のRCフィルタから構成されており、前記第1のRCフィルタが前記第1の差動電圧制御発振器により発振された第2の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である第3の差動信号を出力し、
前記第2の差動電圧制御発振器は第2の可変共振器を備え、前記第2の可変共振器の共振周波数が前記第2の差動電圧制御発振器における第4の差動信号の発振周波数となり、
前記第2の可変移相器は、前記第2の可変共振器の共振周波数の変化に合わせて移相量が変化する第2のRCフィルタから構成されており、前記第2のRCフィルタが前記第2の差動電圧制御発振器により発振された第4の差動信号の位相を90度遅らせて、位相遅延後の差動信号である前記第1の差動信号を前記第1の差動電圧制御発振器に出力することを特徴とする請求項1記載の4相出力電圧制御発振器。 The first differential voltage controlled oscillator includes a first variable resonator, and a resonance frequency of the first variable resonator becomes an oscillation frequency of a second differential signal in the first differential voltage controlled oscillator. ,
The first variable phase shifter includes a first RC filter whose amount of phase shift changes in accordance with a change in the resonance frequency of the first variable resonator, and the first RC filter is the first RC filter. Delaying the phase of the second differential signal oscillated by the first differential voltage controlled oscillator by 90 degrees, and outputting a third differential signal that is a differential signal after the phase delay,
The second differential voltage controlled oscillator includes a second variable resonator, and a resonance frequency of the second variable resonator is an oscillation frequency of a fourth differential signal in the second differential voltage controlled oscillator. ,
The second variable phase shifter includes a second RC filter whose amount of phase shift changes in accordance with a change in the resonance frequency of the second variable resonator, and the second RC filter includes the second RC filter. The phase of the fourth differential signal oscillated by the second differential voltage controlled oscillator is delayed by 90 degrees, and the first differential signal which is the differential signal after the phase delay is changed to the first differential voltage. 2. The four-phase output voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein the four-phase output voltage controlled oscillator is output to a controlled oscillator.
前記第1の可変移相器と前記第2の差動電圧制御発振器との間に接続された第2の容量と、
前記第2の差動電圧制御発振器と前記第2の可変移相器との間に接続された第3の容量と、
前記第2の可変移相器と前記第1の差動電圧制御発振器との間に接続された第4の容量とを備え、
前記第1から第4の容量が同一の容量値に設定されていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の4相出力電圧制御発振器。 A first capacitor connected between the first differential voltage controlled oscillator and the first variable phase shifter;
A second capacitor connected between the first variable phase shifter and the second differential voltage controlled oscillator;
A third capacitor connected between the second differential voltage controlled oscillator and the second variable phase shifter;
A fourth capacitor connected between the second variable phase shifter and the first differential voltage controlled oscillator;
4. The four-phase output voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein the first to fourth capacitors are set to the same capacitance value. 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013231078A JP2015091084A (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Four phase output voltage controlled oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013231078A JP2015091084A (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Four phase output voltage controlled oscillator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015091084A true JP2015091084A (en) | 2015-05-11 |
Family
ID=53194419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013231078A Pending JP2015091084A (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Four phase output voltage controlled oscillator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015091084A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017085279A (en) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | Oscillation circuit, oscillation module, electronic apparatus, and mobile body |
JP2017085280A (en) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | Oscillation module, electronic apparatus, and mobile body |
US10547274B2 (en) | 2015-10-26 | 2020-01-28 | Seiko Epson Corporation | Oscillation module, electronic device, and moving object |
US10658974B2 (en) | 2018-04-19 | 2020-05-19 | Fujitsu Limited | Quadrature oscillator, FSK modulator, and optical module |
JP2021525481A (en) * | 2018-05-29 | 2021-09-24 | スウィフトリンク テクノロジーズ インコーポレイテッド | Dual voltage controlled oscillator circuit for wideband phase-locked loop for multiband millimeter wave 5G communication |
-
2013
- 2013-11-07 JP JP2013231078A patent/JP2015091084A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017085279A (en) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | Oscillation circuit, oscillation module, electronic apparatus, and mobile body |
JP2017085280A (en) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | Oscillation module, electronic apparatus, and mobile body |
US10547274B2 (en) | 2015-10-26 | 2020-01-28 | Seiko Epson Corporation | Oscillation module, electronic device, and moving object |
US10658974B2 (en) | 2018-04-19 | 2020-05-19 | Fujitsu Limited | Quadrature oscillator, FSK modulator, and optical module |
JP2021525481A (en) * | 2018-05-29 | 2021-09-24 | スウィフトリンク テクノロジーズ インコーポレイテッド | Dual voltage controlled oscillator circuit for wideband phase-locked loop for multiband millimeter wave 5G communication |
JP7300078B2 (en) | 2018-05-29 | 2023-06-29 | スウィフトリンク テクノロジーズ インコーポレイテッド | Dual Voltage-Controlled Oscillator Circuits for Wideband Phase-Locked Loops for Multiband Millimeter-Wave 5G Communications |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI528706B (en) | Method and apparatus for tuning frequency of lc-oscillators based on phase-tuning technique | |
US6094103A (en) | Multiple feedback loop ring oscillator and delay cell | |
US7383033B2 (en) | Differential and quadrature harmonic VCO and methods therefor | |
JP4932572B2 (en) | 4-phase voltage controlled oscillator with coupling capacitor | |
US20180019757A1 (en) | Passive phased injection locked circuit | |
US9379663B1 (en) | LC oscillator circuit with wide tuning range | |
JP2015091084A (en) | Four phase output voltage controlled oscillator | |
US20130099871A1 (en) | Multi-Phase Voltage Controlled Oscillator Using Capacitance Degenerated Single Ended Transconductance Stage and Inductance/Capacitance Load | |
JP4040034B2 (en) | Oscillator and semiconductor device | |
AU2007298828A1 (en) | Voltage-controlled oscillator | |
TWI398094B (en) | Dual positive-feedbacks voltage controlled oscillator | |
KR101208616B1 (en) | The ring oscillator with wide frequency range | |
US6188292B1 (en) | Two interconnected oscillators having adjustable coupling for controlling frequency | |
US8258887B1 (en) | Delay-coupled LCVCO | |
US20120235758A1 (en) | Voltage-controlled oscillators and related systems | |
JP6338033B1 (en) | Local oscillator | |
US10432141B2 (en) | Multimode voltage controlled oscillator | |
KR100825862B1 (en) | Quadrature Voltage Controlled Oscillator | |
JP6615406B2 (en) | IQ signal source | |
US9425739B1 (en) | Tunable quadrature oscillator | |
Jin et al. | A 4.6–5.9 GHz fully integrated 0.25-µm CMOS complementary LC VCO with buffer | |
CN109525198B (en) | Quadrature voltage controlled oscillator circuit with phase shift | |
TWI392220B (en) | Voltage controlled oscillating apparatus | |
Weng et al. | A Ku-band dual control path frequency synthesizer using varactorless Q-enhanced LC-type VCO | |
Naik et al. | A 1.8 V Quadrature Phase LC Oscillator for 5G Applications |