JP6538145B1 - Orthogonal voltage controlled oscillator (QVCO) and communication device using the same - Google Patents

Orthogonal voltage controlled oscillator (QVCO) and communication device using the same Download PDF

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Abstract

【課題】変圧器帰還直交電圧で制御された発振器(QVCO)を提供する。
【解決手段】本開示の実施形態は、第1VCO、第2VCO、及び第1及び第2VCOとの間で複数の結合コンデンサを有し、直交位相出力局部発振(LO)信号の位相誤差を第1及び第2VCOにより補正するデジタル制御信号に従って結合コンデンサのキャパシタンスが変化する、動的位相の誤り訂正回路、とを含む、変圧器帰還直交電圧で制御された発振器(QVCO)を提供する。
【選択図】図2
A transformer feedback quadrature voltage controlled oscillator (QVCO) is provided.
Kind Code: A1 Embodiments of the present disclosure include a first VCO, a second VCO, and a plurality of coupling capacitors between first and second VCOs to provide a first phase error of a quadrature output local oscillator (LO) signal. And a transformer feedback quadrature voltage controlled oscillator (QVCO) including a dynamic phase error correction circuit, wherein the capacitance of the coupling capacitor changes in accordance with the digital control signal corrected by the second VCO.
[Selected figure] Figure 2

Description

本開示は通信機器で使用する局部発振器に関し、また特に、変圧器帰還QVCOの回路網を連結させることにより動的位相誤差を訂正するための、変圧器帰還直交電圧で制御された発振器(QVCO)、及び変圧器帰還QVCOを用いた通信機器に関する。   The present disclosure relates to a local oscillator for use in communication equipment, and in particular, a transformer feedback quadrature voltage controlled oscillator (QVCO) for correcting dynamic phase errors by connecting a network of transformer feedback QVCOs. , And a communication device using a transformer feedback QVCO.

通信技術の開発が進歩することにより、家庭で使用される通信デバイスは徐々にスマートフォン及びパッド型コンピュータなどの移動通信デバイスに取って代わられてきており、またスマート機器はその内部に設置された通信機器を含むことができる。移動通信デバイス及びスマート機器はデータ伝送目的で無線通信を実行し、またこのようにモノのインターネット(Internet of Things,IoT)の時代が、人々の生活に到来している。   As the development of communication technology advances, communication devices used at home are gradually being replaced by mobile communication devices such as smartphones and pad-type computers, and smart devices are also installed in the communication devices. An instrument can be included. Mobile communication devices and smart devices perform wireless communication for data transmission purposes, and the age of the Internet of Things (IoT) has thus come to people's lives.

無線通信は、空中で無線信号を送受信するよう送受信機により実施される。送受信機は通常、搬送周波数を切換えるための周波数合成器を有する。高精度な通信への要求に関しては、無線信号を無線受信機へと精密に送信させることができる故に、安定した精密な局所発振(LO)信号が否応なしに必要とされている。したがって、位相ノイズが低い電圧制御発振器(VCO)は、送受信機において重要な電気部品である。   Wireless communication is performed by the transceiver to transmit and receive wireless signals over the air. The transceiver usually comprises a frequency synthesizer for switching the carrier frequency. With respect to the need for high accuracy communication, a stable and accurate local oscillation (LO) signal is inexorably needed because the wireless signal can be precisely transmitted to the wireless receiver. Thus, a voltage controlled oscillator (VCO) with low phase noise is an important electrical component in a transceiver.

現在、第5世代(5G)移動通信基準が開発されており、また前世代の移動通信と比較して、5G移動通信はより大きい回路網容量、より速いデータ伝送速度、より強い通信能力及びより低い無線伝送遅延を提供する。更に、5Gの移動通信基準は、38.6GHzから40GHzの無線周波数(RF)を指定している。 Currently, fifth generation (5G) mobile communication standards are being developed, and compared to previous generation mobile communication, 5G mobile communication has larger network capacity, faster data transmission rate, stronger communication capability and more Provide low wireless transmission delay. Furthermore, the 5G mobile communication standard specifies a radio frequency (RF) of 38.6 GHz to 40 GHz.

図1を参照すると、図1は5Gの移動通信で使用される従来の送受信機のブロック図である。従来の送受信機1は変調器11、副高調波ミクサ12、17、電力増幅器(PA)13、送信/受信−切替開閉器(TR−SW)14、アンテナ15、低ノイズ増幅器(LNA)16、復調器18及び位相ロックループ(PLL)19を具備する。副高調波ミクサ12は、変調器11、PLL19及びPA13に接続している。TR−SW14は、PA13、LNA16及びアンテナ15に接続している。副高調波ミクサ17は、復調器18、PLL19及びLNA16に接続している。   Referring to FIG. 1, FIG. 1 is a block diagram of a conventional transceiver used in 5G mobile communications. The conventional transceiver 1 includes a modulator 11, sub-harmonic mixers 12 and 17, a power amplifier (PA) 13, a transmit / receive switch (TR-SW) 14, an antenna 15, a low noise amplifier (LNA) 16, A demodulator 18 and a phase locked loop (PLL) 19 are provided. The subharmonic mixer 12 is connected to the modulator 11, the PLL 19 and the PA 13. The TR-SW 14 is connected to the PA 13, the LNA 16 and the antenna 15. The subharmonic mixer 17 is connected to the demodulator 18, the PLL 19 and the LNA 16.

変調器11は第1データ信号Dinを受信して変調させ、約3.5GHzの第1中間周波数(IF)信号を発生させる。PLL19は、副高調波ミクサ12及び17へLO信号を提供する。副高調波ミクサ12は、第1IF信号及びLO信号を混合して、PA13へと第1RF信号を発生させる。アンテナ15が第1増幅RF信号を空中へと放射するように、PA13は第1RF信号を受信して増幅し、またTR−SW14はPA13へと切換えられる。   The modulator 11 receives and modulates the first data signal Din to generate a first intermediate frequency (IF) signal of about 3.5 GHz. PLL 19 provides the LO signal to sub-harmonic mixers 12 and 17. The subharmonic mixer 12 mixes the first IF signal and the LO signal to generate a first RF signal to the PA 13. The PA 13 receives and amplifies the first RF signal so that the antenna 15 radiates the first amplified RF signal into the air, and the TR-SW 14 is switched to the PA 13.

LNA16が第1RF信号を増幅できるように、アンテナ15は第1RF信号を空中から受信し、またTR−SW14はLNA16へと切換えられる。副高調波ミクサ17は、第2増幅RF信号及びLO信号を混合して、約3.5GHzの第2IF信号を発生させる。復調器18は第2IF信号を受信して復調し、第2のデータ信号Doutを発生させる。   The antenna 15 receives the first RF signal from the air and the TR-SW 14 is switched to the LNA 16 so that the LNA 16 can amplify the first RF signal. The subharmonic mixer 17 mixes the second amplified RF signal and the LO signal to generate a second IF signal of about 3.5 GHz. Demodulator 18 receives and demodulates the second IF signal to generate a second data signal Dout.

5G移動通信の基準では、RFは38.6GHzから40GHzと指定されており、またRFはRF=2LO+IFとして表すことができる。したがって、LOは17.55GHzから18.25GHzの範囲内で指定されなければならない。5G移動通信の基準を満たすように、プロセス変動又はその他の影響因子を防止するために、LOの範囲は17.5GHzから18.6GHzまで拡張することができる。   In the 5G mobile communication standard, RF is specified as 38.6 GHz to 40 GHz, and RF can be expressed as RF = 2LO + IF. Therefore, LO must be specified within the range of 17.55 GHz to 18.25 GHz. The LO range can be extended from 17.5 GHz to 18.6 GHz to prevent process variations or other affecting factors to meet the 5G mobile communication criteria.

PPLがLO信号を発生させるために使用されることに加えて、従来のQVCOを使用して直交位相のLO信号を発生させることもできるが、連結した回路網を有する従来のQVCOはその出力端末に接続しており、これにより出力負荷が増大し、かつ最大運用周波数が減少する。なお、電流受動連結回路網は、超広帯域の運用帯域故に異なる周波数で位相偏移を生じさせる。   In addition to the PPL being used to generate the LO signal, the conventional QVCO can also be used to generate the quadrature phase LO signal, but the conventional QVCO with connected network has its output terminal , Which increases the output load and reduces the maximum operating frequency. It should be noted that the current passively coupled network produces phase shifts at different frequencies due to the ultra-wideband operating band.

本開示の目的は、変圧器帰還QVCOの連結回路網用である動的位相の誤差訂正回路を有する、変圧器帰還QVCOを提供することである。   An object of the present disclosure is to provide a transformer feedback QVCO having a dynamic phase error correction circuit that is for a transformer feedback QVCO coupling network.

本開示の別の一目的は、変圧器帰還QVCOの出力負荷を減少させて、同時に変圧器帰還QVCOの最大運用周波数を増大させるように、約18GHzの直交位相LO信号を発生させる、変圧器帰還QVCOを提供することである。変圧器帰還QVCOは5G移動通信の周波数合成器の必要条件を満たし、また更に携帯デバイス内に設置される。   Another object of the present disclosure is to provide a transformer feedback that generates a quadrature LO signal of about 18 GHz to reduce the output load of the transformer feedback QVCO and at the same time increase the maximum operating frequency of the transformer feedback QVCO. It is to provide QVCO. Transformer feedback QVCO meets the requirements of frequency synthesizers for 5G mobile communications and is also installed in portable devices.

少なくとも上記の目的を達成するために、本開示は、第1半回路、第1半回路に電気的に接続した第2半回路、とを含む、変圧器帰還直交電圧で制御された発振器(QVCO)を提供し、前記第1及び第2半回路のそれぞれが第1結合コンデンサ、第2結合コンデンサ、誘導インダクタ、NMOSトランジスタ、PMOSトランジスタ、及び周波数可変回路とを含み、その第1端末が誘導インダクタの第1端末、PMOSトランジスタのドレイン及びNMOSトランジスタのゲートに接続されており、かつその第2端末が誘導インダクタの第2端末、NMOSトランジスタのドレイン及びPMOSトランジスタのゲートに接続されており、第1及び第2半回路の誘導インダクタが変圧器を形成し、第1半回路のPMOSトランジスタ本体が第1半回路の第1結合コンデンサを介して第2半回路のPMOSトランジスタ源に接続されており、第1半回路のNMOSトランジスタ本体が第1半回路の第2結合コンデンサを介して第2半回路のNMOSトランジスタ源に接続されており、第2半回路のPMOSトランジスタ本体が第2半回路の第1結合コンデンサを介して第1半回路のNMOSトランジスタ源に接続されており、第2半回路のNMOSトランジスタ本体が第2半回路の第2結合コンデンサを介して第1半回路のPMOSトランジスタ源に接続されており、PMOSトランジスタ及びNMOSトランジスタのドレインが直交位相の局所発振(LO)信号を出力するよう使用され、かつ周波数可変回路に適用される周波数可変電圧により周波数−電圧曲線に基づいてLO周波数が決定される。   In order to achieve at least the above objects, the present disclosure provides a transformer feedback quadrature voltage controlled oscillator (QVCO) comprising a first half circuit, a second half circuit electrically connected to the first half circuit, and And each of the first and second half circuits includes a first coupling capacitor, a second coupling capacitor, an inductive inductor, an NMOS transistor, a PMOS transistor, and a variable frequency circuit, the first end of which is the inductive inductor. A first terminal of the PMOS transistor, the drain of the PMOS transistor and the gate of the NMOS transistor, and a second terminal of the first terminal of the inductive inductor, the drain of the NMOS transistor and the gate of the PMOS transistor; And the inductive inductor of the second half circuit forms a transformer, and the PMOS transistor body of the first half circuit The NMOS transistor body of the first half circuit is connected to the PMOS transistor source of the second half circuit via the first coupling capacitor of the half circuit, and the NMOS transistor body of the first half circuit is connected to the second half circuit via the second coupling capacitor of the first half circuit. The NMOS transistor source of the second half circuit is connected to the NMOS transistor source, and the PMOS transistor body of the second half circuit is connected to the NMOS transistor source of the first half circuit via the first coupling capacitor of the second half circuit, and the NMOS of the second half circuit The transistor body is connected to the PMOS transistor source of the first half circuit through the second coupling capacitor of the second half circuit, and the drains of the PMOS transistor and the NMOS transistor output local oscillation (LO) signals of quadrature phase The frequency variable voltage used and applied to the frequency variable circuit causes the LO frequency to be based on the frequency-voltage curve There are determined.

少なくとも上記の目的を達成するために、本開示は、上記の変圧器帰還QVCO、及び変圧器帰還QVCOに接続したフロントエンド回路、とを具備する、通信機器を提供する。   In order to achieve at least the above objective, the present disclosure provides a communication device comprising the above transformer feedback QVCO and a front end circuit connected to the transformer feedback QVCO.

第1及び第2半回路の第1及び第2結合コンデンサは、動的位相の誤り訂正回路を形成するような可変結合コンデンサであり、第1半回路のNMOSトランジスタ、PMOSトランジスタ及び誘導インダクタは第1VCOを形成し、かつ第2半回路のPMOSトランジスタ及び誘導インダクタは第2VCOを形成する。   The first and second coupling capacitors of the first and second half circuits are variable coupling capacitors forming a dynamic phase error correction circuit, and the NMOS transistor, PMOS transistor and inductive inductor of the first half circuit are The one half VCO circuit and the inductive inductor form a second VCO.

本開示の実施形態では、第1半回路及び第2半回路のそれぞれが、その第1端末が周波数可変回路の第1端末に接続されており、またその第2端末が周波数可変回路の第2端末に接続されており、コンデンサを切り換えるよう所与されるコードが周波数−電圧曲線を変化させるよう使用されるコンデンサ切換装置を具備する。   In an embodiment of the present disclosure, each of the first and second half circuits has its first terminal connected to the first terminal of the frequency variable circuit and its second terminal is the second of the frequency variable circuit. A capacitor switching device connected to the terminal and provided to switch the capacitor is used to change the frequency-voltage curve.

本開示の実施形態では、第1半回路及び第2半回路のそれぞれが、PMOSトランジスタ源が第1インダクタを介してシステム電圧に接続されている第1インダクタ、及びNMOSトランジスタ源が第2インダクタを介して接地に接続されている第2インダクタ、とを更に具備する。   In an embodiment of the present disclosure, each of the first half circuit and the second half circuit includes a first inductor in which a PMOS transistor source is connected to a system voltage via a first inductor, and an NMOS transistor source is a second inductor. And a second inductor connected to ground.

本開示の実施形態では、周波数可変回路が、第1及び第2の可変容量コンデンサ、第1及び第2の抵抗器、及び第1及び第2のコンデンサを具備し、周波数可変電圧が第1及び第2可変容量コンデンサの第1端末に適用され、第1可変容量コンデンサの第2端末が第1抵抗器及び第1コンデンサの第2端末に接続されており、第2可変容量コンデンサの第2端末が第2抵抗器及び第2コンデンサの第2端末に接続されており、バイアス電圧が第1及び第2抵抗器の第1端末に適用され、また第1のコンデンサの第1端末及び前記第2のコンデンサの第1端末がそれぞれPMOSトランジスタのドレイン及びNMOSトランジスタのドレインに接続されている。 In an embodiment of the present disclosure, the frequency variable circuit includes first and second variable capacitors, first and second resistors, and first and second capacitors, wherein the frequency variable voltage is the first and second frequency capacitors. applied to the first terminal of the second variable capacitor, the second terminal of the first variable capacitor is connected to the second terminal of the first resistor and the first capacitor, the second variable capacitance the second terminal of the capacitor is connected to the second terminal of the second resistor and a second capacitor, a bias voltage is applied to the first terminal of the first and second resistors, also first capacitor And the first terminal of the second capacitor are connected to the drain of the PMOS transistor and the drain of the NMOS transistor, respectively.

本開示の実施形態では、周波数可変電圧が増大する場合に、第1可変容量コンデンサのキャパシタンスが増大し、かつ第2可変容量コンデンサのキャパシタンスが減少する。   In the embodiments of the present disclosure, when the frequency variable voltage increases, the capacitance of the first variable capacitor increases and the capacitance of the second variable capacitor decreases.

本開示の実施形態では、切替開閉器装置は、切換開閉器のそれぞれが2つのコンデンサの間で接続されており、切替開閉器と対応するコンデンサとの各セットがもう一方のセットに平行に接続されており、コードが切替開閉器の少なくとも1つを作動させる又は作動を停止させるために使用される、切替開閉器及びコンデンサを具備する。   In embodiments of the present disclosure, the switchgear devices are such that each of the switchgear switches is connected between two capacitors, and each set of switchgear switches and corresponding capacitors is connected in parallel to the other set The switch comprises a switch and a capacitor, the cord being used to activate or deactivate at least one of the switches.

本開示の実施形態では、LO周波数は17.2GHzから18.6GHzである。   In the embodiments of the present disclosure, the LO frequency is 17.2 GHz to 18.6 GHz.

本開示の実施形態では、1MHzの周波数偏移にて、位相ノイズは約約−110dBc/Hzである。   In the embodiment of the present disclosure, at a frequency shift of 1 MHz, the phase noise is about -110 dBc / Hz.

本開示の実施形態では、通信機器は、フロントエンド回路に接続しているアンテナであって、フロントエンド回路が送受信機回路、受信機回路又は送信機回路であるアンテナを、更に具備する。   In an embodiment of the present disclosure, the communication device further comprises an antenna connected to the front end circuit, wherein the front end circuit is a transceiver circuit, a receiver circuit or a transmitter circuit.

要約すると、従来のQVCOと比較して、変圧器帰還QVCOは、変圧器帰還QVCOの連結回路網故に、直交位相LO信号の位相誤差を訂正することができる。なお、変圧器帰還QVCOは、より低い出力負荷、より高い運用周波数、及びより低い位相ノイズを有することができ、更にコンデンサ切換装置を使用する一方でより広範な運用帯域を有することができる。   In summary, compared to the conventional QVCO, the transformer feedback QVCO can correct the phase error of the quadrature phase LO signal because of the transformer feedback QVCO's coupling network. Note that the transformer feedback QVCO can have lower output load, higher operating frequency, and lower phase noise, and can also have a wider operating band while using capacitor switching devices.

5Gの移動通信で使用される従来の送受信機のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a conventional transceiver used in 5G mobile communications. 本開示の実施形態に従った、変圧器帰還QVCOのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a transformer feedback QVCO in accordance with an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に従った、変圧器帰還QVCOの回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a transformer feedback QVCO according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に従った結合コンデンサの異なる比率での、変圧器帰還QVCOと関連した直交位相LO信号を示す曲線図である。FIG. 6 is a plot showing the quadrature phase LO signal associated with a transformer feedback QVCO at different ratios of coupling capacitors in accordance with an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に従った結合コンデンサの異なる比率での、変圧器帰還QVCOと関連した直交位相LO信号を示す曲線図である。FIG. 6 is a plot showing the quadrature phase LO signal associated with a transformer feedback QVCO at different ratios of coupling capacitors in accordance with an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に従った結合コンデンサの異なる比率での、変圧器帰還QVCOと関連した直交位相LO信号を示す曲線図である。FIG. 6 is a plot showing the quadrature phase LO signal associated with a transformer feedback QVCO at different ratios of coupling capacitors in accordance with an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に従った結合コンデンサの異なる比率での、変圧器帰還QVCOと関連した直交位相LO信号を示す曲線図である。FIG. 6 is a plot showing the quadrature phase LO signal associated with a transformer feedback QVCO at different ratios of coupling capacitors in accordance with an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に従った結合コンデンサの異なる比率での、変圧器帰還QVCOと関連した直交位相LO信号を示す曲線図である。FIG. 6 is a plot showing the quadrature phase LO signal associated with a transformer feedback QVCO at different ratios of coupling capacitors in accordance with an embodiment of the present disclosure. 最小の運用周波数にて作動させた変圧器帰還QVCOと関連した、位相ノイズ及び偏移周波数(又は相対周波数)との関係を示す曲線図である。FIG. 5 is a plot of phase noise and shift frequency (or relative frequency) associated with a transformer feedback QVCO operated at a minimum operating frequency. 最大の運用周波数にて作動させた変圧器帰還QVCOと関連した、位相ノイズ及び偏移周波数(又は相対周波数)との関係を示す曲線図である。FIG. 5 is a plot of phase noise and shift frequency (or relative frequency) associated with a transformer feedback QVCO operated at maximum operating frequency. コンデンサ切換装置を有しない変圧器帰還QVCOと関連した、運用周波数及び周波数可変電圧との関係を示す曲線図である。FIG. 6 is a plot of operating frequency and variable frequency voltage associated with a transformer feedback QVCO without a capacitor switching device. 異なるコードが所与されるコンデンサ切換装置を有する変圧器帰還QVCOと関連した、運用周波数及び周波数可変電圧との関係を示す曲線図である。FIG. 6 is a curve diagram showing the relationship between the operating frequency and the variable frequency voltage associated with a transformer feedback QVCO having a capacitor switching device given different codes. 本開示の実施形態に従った、通信機器のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a communication device in accordance with an embodiment of the present disclosure.

本開示の発明を実施するための最良の形態について、審査官の理解がより容易であるよう、本開示の目的、特性及び効果、添付図面を伴う実施形態を提供する。   BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The purpose, features and advantages of the present disclosure, as well as the accompanying drawings, are provided so that an examiner's understanding of the best mode for carrying out the invention of the present disclosure may be easier.

本開示の実施形態は、第1半回路及び第2半回路を具備する変圧器帰還QVCOを提供する。第1及び第2半回路のそれぞれは、変圧器帰還構造を形成する変圧器の誘導インダクタを有する。第1及び第2半回路のそれぞれにおける周波数可変回路は、変圧器帰還QVCOの出力端末上の代わりに、変圧器帰還QVCOの回路内部に形成される。   Embodiments of the present disclosure provide a transformer feedback QVCO comprising a first half circuit and a second half circuit. Each of the first and second half circuits has a transformer inductive inductor that forms a transformer feedback structure. The frequency variable circuit in each of the first and second half circuits is formed inside the circuit of the transformer feedback QVCO instead of on the output terminal of the transformer feedback QVCO.

なお、第1半回路のPMOSトランジスタ本体は第1半回路の第1連結コンデンサを介して第2半回路のPMOSトランジスタ源に接続されており、また第1半回路のNMOSトランジスタ本体は第1半回路の第2結合コンデンサを介して第2半回路のNMOSトランジスタ源に接続されている。第2半回路のPMOSトランジスタ本体は第2半回路の第1連結コンデンサを介して第1回路のNMOSトランジスタ源に接続されており、また第2半回路のNMOSトランジスタ本体は第2半回路の第2結合コンデンサを介して第1半回路のPMOSトランジスタ源に接続されている。   The PMOS transistor main body of the first half circuit is connected to the PMOS transistor source of the second half circuit via the first connection capacitor of the first half circuit, and the NMOS transistor main body of the first half circuit is the first half circuit. It is connected to the NMOS transistor source of the second half circuit via the second coupling capacitor of the circuit. The PMOS transistor body of the second circuit is connected to the NMOS transistor source of the first circuit through the first connection capacitor of the second circuit, and the NMOS transistor body of the second circuit is the second circuit of the second circuit. It is connected to the PMOS transistor source of the first half circuit via a two coupling capacitor.

本体−源コンデンサ連結様式により、変圧器帰還QVCOは直交位相LO信号を発生させることができる。周波数可変回路は実際、連結回路網の回路構成部品である。周波数可変回路は、変圧器帰還QVCOの出力端末上の代わりに変圧器帰還QVCOの回路内部に形成される故に、変圧器帰還QVCOの最大運用周波数が増大し、かつ変圧器帰還QVCOの出力負荷が減少する。   The body-to-source capacitor coupling scheme allows the transformer feedback QVCO to generate a quadrature LO signal. The frequency variable circuit is in fact the circuit component of the connection network. Since the variable frequency circuit is formed inside the transformer feedback QVCO circuit instead of on the output terminal of the transformer feedback QVCO, the maximum operating frequency of the transformer feedback QVCO is increased, and the output load of the transformer feedback QVCO is increased. Decrease.

第1半回路の誘導インダクタ、PMOS及びNMOSトランジスタは実際にVCOを形成し、第2半回路の誘導インダクタ、PMOS及びNMOSトランジスタは実際に別のVCOを形成し、また第1及び第2半回路の第1及び第2連結トランジスタが、変圧器帰還QVCOの連結回路網用の動的位相の誤差訂正回路を形成することに留意されたい。   The first half circuit inductive inductor, PMOS and NMOS transistors actually form a VCO, the second half circuit inductive inductor, PMOS and NMOS transistors actually form another VCO, and the first and second half circuits It should be noted that the first and second coupling transistors of form a dynamic phase error correction circuit for the coupling network of the transformer feedback QVCO.

更に、周波数−電圧曲線に基づいた、周波数可変回路に適用される周波数可変電圧に従って、周波数可変回路を使用してLO周波数を測定する。第1半回路及び第2半回路のそれぞれは、変圧器帰還QVCOの回路内に形成された連結回路網の回路構成部品であるコンデンサ切換装置を、更に具備することができる。コンデンサ切換装置に所与されるコードに従い周波数−電圧曲線を移動させることによる、超広帯域の運用帯域故に、電流受動連結回路網は異なる周波数で位相偏移を生じさせる。   Furthermore, according to the frequency variable voltage applied to the frequency variable circuit based on the frequency-voltage curve, the LO frequency is measured using the frequency variable circuit. Each of the first half circuit and the second half circuit may further comprise a capacitor switching device which is a circuit component of a connection network formed in the circuit of the transformer feedback QVCO. Due to the ultra-wideband operating band by moving the frequency-voltage curve according to the code given to the capacitor switching device, the current passive coupling network causes phase shifts at different frequencies.

変圧器帰還QVCOの詳細を、以下の通り図示する。図2を参照すると、図2は本開示の実施形態に従った、変圧器帰還QVCOのブロック図である。変圧器帰還QVCO7は2つのVCO71、72及び動的位相の誤差訂正回路73を有し、当該動的位相の誤差訂正回路73は、当該2つのVCO71、72との間で接続した結合コンデンサを具備し、またデジタル制御信号DCTRLにより結合コンデンサのキャパシタンスを制御することができる。   The details of the transformer feedback QVCO are illustrated as follows. Referring to FIG. 2, FIG. 2 is a block diagram of a transformer feedback QVCO according to an embodiment of the present disclosure. The transformer feedback QVCO 7 has two VCOs 71 and 72 and a dynamic phase error correction circuit 73, and the dynamic phase error correction circuit 73 has a coupling capacitor connected between the two VCOs 71 and 72. And the capacitance of the coupling capacitor can be controlled by the digital control signal DCTRL.

2つのVCO71、72による異なる2つの信号出力を使用し、変圧器帰還QVCOの連結回路網を介して直交位相LO信号を発生させることができる。しかし、プロセス許容範囲故に、2つのVCO71、72は、直交位相の偏移が存在して定常状態の位相誤差を形成するような不整合を有し得る。   Two different signal outputs from the two VCOs 71, 72 can be used to generate the quadrature phase LO signal via the transformer feedback QVCO connection network. However, due to process tolerances, the two VCOs 71, 72 may have a mismatch such that there is a shift in quadrature to form a steady state phase error.

高い精密性が要求される一方で、定常状態の位相誤差を訂正しなければならない。結合コンデンサのキャパシタンスが変化する間、直交位相LO信号の位相誤差は増大又は減少し、これにより直交位相LO信号の位相誤差を訂正する。   While high accuracy is required, steady state phase errors must be corrected. While the capacitance of the coupling capacitor changes, the phase error of the quadrature LO signal increases or decreases, thereby correcting the phase error of the quadrature LO signal.

次に、図3を参照すると、図3は本開示の実施形態に従った、変圧器帰還QVCOの回路図である。変圧器帰還QVCO2は第1半回路21及び第2半回路22により形成され、第2半回路22は第1半回路21に接続しており、また第1半回路21の回路構成部品は第2半回路22のものと同一である。   Referring now to FIG. 3, FIG. 3 is a circuit diagram of a transformer feedback QVCO according to an embodiment of the present disclosure. The transformer feedback QVCO 2 is formed by the first half circuit 21 and the second half circuit 22, the second half circuit 22 is connected to the first half circuit 21, and the circuit components of the first half circuit 21 are the second It is identical to that of the half circuit 22.

第1及び第2半回路21、22のそれぞれは、PMOSトランジスタM1、NMOSトランジスタM2、インダクタL1、L2、誘導インダクタLIND、コンデンサ切換装置SC、周波数可変回路FT、及び結合コンデンサC1、C2を具備する。第1及び第2半回路21、22のそれぞれでは、PMOS及びNMOSトランジスタ源M1、M2はそれぞれインダクタL1及びL2を介してシステム電圧VDD及び接地GNDに接続しており、PMOS及びNMOSトランジスタ本体M1、M2はそれぞれ連結コンデンサC1、C2の第1端末に接続しており、PMOSトランジスタM1のドレインはNMOSトランジスタM2のゲート及び誘導インダクタLINDの第1端末、コンデンサ切換装置SC及び周波数可変回路FTに接続しており、またNMOSトランジスタM2のドレインはPMOSトランジスタM1のゲート及び誘導インダクタLINDの第2端末、コンデンサ切換装置SC及び周波数可変回路FTに接続している。第1半回路21及び第2半回路22の誘導インダクタLINDは、上記の接続様式により互いに結合(即ち、誘導インダクタLINDは変圧器を形成する)しており、変圧器帰還構造が形成される。   Each of the first and second half circuits 21 and 22 includes a PMOS transistor M1, an NMOS transistor M2, inductors L1 and L2, an inductive inductor LIND, a capacitor switching device SC, a frequency variable circuit FT, and coupling capacitors C1 and C2. . In each of the first and second half circuits 21 and 22, the PMOS and NMOS transistor sources M1 and M2 are connected to the system voltage VDD and the ground GND via the inductors L1 and L2, respectively, and the PMOS and NMOS transistor bodies M1 and M2 M2 is connected to the first end of the coupling capacitors C1 and C2, respectively, and the drain of the PMOS transistor M1 is connected to the gate of the NMOS transistor M2 and the first end of the induction inductor LIND, the capacitor switching device SC and the frequency variable circuit FT The drain of the NMOS transistor M2 is connected to the gate of the PMOS transistor M1 and the second terminal of the induction inductor LIND, the capacitor switching device SC and the frequency variable circuit FT. The inductive inductors LIND of the first half circuit 21 and the second half circuit 22 are coupled to one another (ie, the inductive inductor LIND forms a transformer) in the manner described above, forming a transformer feedback structure.

変圧器帰還構造は出力振幅を増大させて位相ノイズを減少させ、また上記の接続様式は位相ノイズを減少させて、PMOS及びNMOSトランジスタ源M1、M2の二次高調波信号を除去するための電流再使用構造を、更に形成する。   The transformer feedback structure increases the output amplitude to reduce phase noise, and the connection scheme described above reduces the phase noise to eliminate the second harmonic signal of the PMOS and NMOS transistor sources M1, M2. The reuse structure is further formed.

第2半回路22のPMOS及びNMOSトランジスタ源M1、M2はそれぞれ、第1半回路の連結トランジスタC1及びC2の第2端末に接続しており、また第1半回路21のPMOS及びNMOSトランジスタ源M1、M2はそれぞれ、第1半回路の連結トランジスタC1及びC2の第2端末に接続しており、これにより、本体−源のコンデンサ連結様式は、変圧器帰還QVCOが直交位相LO信号I+、I−、Q+、Q−を発生させるようにすることができる。   The PMOS and NMOS transistor sources M1 and M2 of the second half circuit 22 are respectively connected to the second terminals of the connection transistors C1 and C2 of the first half circuit, and the PMOS and NMOS transistor sources M1 of the first half circuit 21 are also connected. , M2 are respectively connected to the second terminals of the connection transistors C1 and C2 of the first half circuit, so that the capacitor connection mode of the body-source makes it possible for the transformer feedback QVCO to generate the quadrature LO signal I +, I-. , Q +, Q- can be generated.

上記の連結様式により、コンデンサ切換装置SC及び周波数可変回路FTは、変圧器帰還QVCO2の出力端末上の代わりに変圧器帰還QVCO2の回路内部に連結回路網を形成し、これにより、変圧器帰還QVCO2の出力負荷が減少し、また変圧器帰還QVCO2の最大運用周波数が増大することに留意されたい。   According to the above connection mode, the capacitor switching device SC and the frequency variable circuit FT form a connection network inside the circuit of the transformer feedback QVCO2 instead of on the output terminal of the transformer feedback QVCO2, whereby the transformer feedback QVCO2 is formed. It should be noted that the output load of V.sub.CO.sub.2 decreases and the maximum operating frequency of transformer feedback Q.sub.VCO.sub.2 increases.

周波数可変回路FTを使用して、例えば、5Gの移動通信に関して17.7GHzから18.6GHzの運用帯域内で実質的に対数直線である、周波数−電圧曲線に基づいた周波数可変電圧Vtuneに従い、直交位相LO信号I+、I−、Q+、Q−のLO周波数を決定する。これは、周波数可変電圧Vtuneが増大する場合に、LO周波数が増大するということである。   Using the frequency variable circuit FT, for example, according to the frequency-variable voltage Vtune based on the frequency-voltage curve, which is substantially logarithmic linear in the 17.7 GHz to 18.6 GHz operating band for 5 G mobile communication, The LO frequency of the phase LO signal I +, I-, Q +, Q- is determined. This means that the LO frequency is increased when the frequency variable voltage Vtune is increased.

コンデンサ切換装置SCを使用して、コンデンサ切換装置SCに所与されるコード(即ち、切換開閉器S1、S2、S3の制御信号)に従い、周波数−電圧曲線を移動させる。コンデンサ切換装置SCは、周波数−電圧曲線の範囲の対数直線を増大させることができ、かつ広帯域の運用帯域故に、異なる周波数にて位相偏移を訂正することができる。   The capacitor switching device SC is used to move the frequency-voltage curve in accordance with the code given to the capacitor switching device SC (i.e. the control signals of the switching switches S1, S2, S3). The capacitor switching device SC can increase the logarithmic straight line of the range of the frequency-voltage curve, and can correct the phase shift at different frequencies because of the wide band operating band.

周波数可変回路FTのそれぞれの詳細を以下の通り図示し、また周波数可変回路FTの次の実装は、本開示を制限するものではない。周波数可変回路FTは、コンデンサC3、C4、抵抗器R1、R2、第1可変容量コンデンサCVAR+及び第2可変容量コンデンサCVAR−を具備する。周波数可変電圧Vtuneを第1及び第2可変容量コンデンサCVAR+及びCVAR−の第1端末に適用し、またバイアス電圧Vbiasを抵抗器R1、R2の第1端末に適用する。抵抗器R1の第2端末は第1可変容量コンデンサCVAR+の第2端末及びコンデンサC3に接続されており、また抵抗器R2の第2端末は第2可変容量コンデンサCVAR−の第2端末及びコンデンサC4に接続している。コンデンサC3、C4の第1端末は周波数可変回路FTの第1及び第2端末にそれぞれ接続している(即ち、PMOS及びNMOSトランジスタM1、M2のドレイン端末)。   Details of each of the variable frequency circuits FT are illustrated as follows, and the following implementations of the variable frequency circuits FT do not limit the present disclosure. The frequency variable circuit FT comprises capacitors C3 and C4, resistors R1 and R2, a first variable capacitor CVAR + and a second variable capacitor CVAR-. The variable frequency voltage Vtune is applied to the first end of the first and second variable capacitance capacitors CVAR + and CVAR-, and the bias voltage Vbias is applied to the first end of the resistors R1, R2. The second end of the resistor R1 is connected to the second end of the first variable capacitor CVAR + and the capacitor C3, and the second end of the resistor R2 is the second end of the second variable capacitor CVAR- and the capacitor C4. Connected to The first terminals of the capacitors C3 and C4 are respectively connected to the first and second terminals of the frequency variable circuit FT (ie, the drain terminals of the PMOS and NMOS transistors M1 and M2).

第1可変容量コンデンサCVAR+及び第2可変容量コンデンサCVAR−は、周波数可変電圧Vtuneに従ってそれらのキャパシタンスを変化させることができ、これにより、周波数可変電圧Vtuneに従ったLO周波数を変化させることができる。第2可変容量コンデンサCVAR−が、周波数可変電圧Vtuneが増大する場合にそのキャパシタンスを減少させる一方、第1可変容量コンデンサCVAR+は、周波数可変電圧Vtuneが増大する場合にそのキャパシタンスを増大させることに留意されたい。しかし、第1可変容量コンデンサCVAR+及び第2可変容量コンデンサCVAR−の設計は、本開示を制限するものではない。   The first variable capacitance capacitor CVAR + and the second variable capacitance capacitor CVAR- can change their capacitances according to the frequency variable voltage Vtune, thereby changing the LO frequency according to the frequency variable voltage Vtune. Note that the second variable capacitance capacitor CVAR- decreases its capacitance when the frequency variable voltage Vtune increases, while the first variable capacitance capacitor CVAR + increases its capacitance when the frequency variable voltage Vtune increases. I want to be However, the design of the first variable capacitance capacitor CVAR + and the second variable capacitance capacitor CVAR- does not limit the present disclosure.

コンデンサ切換装置SCのそれぞれの詳細を以下の通り図示し、またコンデンサ切換装置SCの次の実装は、本開示を制限するものではない。コンデンサ切換装置SCは、複数のコンデンサC4からC6及び複数の切換開閉器S1からS3を具備することができる。切換開閉器S1は2つのコンデンサC4の2つの第1端末との間で接続され、切換開閉器S2は2つのコンデンサC5の2つの第1端末との間で接続され、また切換開閉器S3は2つのコンデンサC6の2つの端末との間で接続される。上部コンデンサC4からC6の第2端末はコンデンサ切換装置SCの第1端末(即ち、PMOSトランジスタM1のドレイン端末)に接続しており、また下部コンデンサC4からC6の第2端末はコンデンサ切換装置SCの第2端末(即ち、NMOSトランジスタM2のドレイン端末)に接続されている。   Details of each of the capacitor switching devices SC are illustrated as follows, and the following implementations of the capacitor switching devices SC do not limit the present disclosure. The capacitor switching device SC can comprise a plurality of capacitors C4 to C6 and a plurality of switching switches S1 to S3. Switching switch S1 is connected between the two first terminals of two capacitors C4, switching switch S2 is connected between the two first terminals of two capacitors C5, and switching switch S3 is It is connected between two terminals of two capacitors C6. The second terminals of the upper capacitors C4 to C6 are connected to the first terminal of the capacitor switching device SC (ie the drain terminal of the PMOS transistor M1), and the second terminals of the lower capacitors C4 to C6 are connected to the capacitor switching device SC It is connected to the second terminal (that is, the drain terminal of the NMOS transistor M2).

制御信号により形成されるコードは、切換開閉器S1からS3の少なくとも1つを作動させる又は止めるよう使用され、これにより、コンデンサ切換装置SCの等価キャパシタンスを変化させることができる。コンデンサ切換装置SCの等価キャパシタンスを変化させることができる故に、変圧器帰還QVCO2の周波数−電圧曲線を移動させることができ、かつ同様な意味合いで、複数の周波数−電圧曲線が提供される。 広い対数直線範囲を必要とはせず、コンデンサ切換装置SCを変圧器帰還QVCO2から取り外すことができることに留意されたい。   The code formed by the control signal is used to activate or deactivate at least one of the switching switches S1 to S3 so that the equivalent capacitance of the capacitor switching device SC can be changed. Because the equivalent capacitance of the capacitor switching device SC can be changed, the frequency-voltage curve of the transformer feedback QVCO 2 can be moved and, in a similar sense, a plurality of frequency-voltage curves are provided. It should be noted that the capacitor switching device SC can be removed from the transformer feedback QVCO 2 without requiring a wide logarithmic linear range.

第1半回路21の誘導インダクタLIND並びにPMOSトランジスタM1及びNMOSトランジスタM2は、VCO(図2のVCO71など)を形成することに留意されたい。 第1半回路21の誘導インダクタLIND並びにPMOSトランジスタM1及びNMOSトランジスタM2は、VCO(図2のVCO72など)を形成し、第2半回路22の誘導インダクタLIND並びにPMOSトランジスタM1及びNMOSトランジスタM2は、別のVCO(図2のCO72など)を形成し、また第1回路21及び第2回路22の連結コンデンサC1及びC2は、動的位相の誤差訂正回路(図2の、動的位相の誤差訂正回路73など)を形成することに留意されたい。2つのVCOによる2つの異なる信号出力を使用し、連結回路網を介して直交位相LO信号I+、I−、Q+、Q−を発生させることができる。しかし、プロセス許容範囲故に、2つのVCOは、直交位相の偏移が存在して定常状態の位相誤差を形成するような不整合を有し得る。   It is to be noted that the inductive inductor LIND and the PMOS transistor M1 and the NMOS transistor M2 of the first half circuit 21 form a VCO (such as the VCO 71 of FIG. 2). The inductive inductor LIND of the first half circuit 21 and the PMOS transistor M1 and the NMOS transistor M2 form a VCO (such as the VCO 72 of FIG. 2), and the inductive inductor LIND and the PMOS transistor M1 and the NMOS transistor M2 of the second half circuit 22 Another VCO (such as CO 72 in FIG. 2) is formed, and the coupled capacitors C1 and C2 of the first circuit 21 and the second circuit 22 are used to correct the dynamic phase error correction circuit (dynamic phase error correction in FIG. It should be noted that the circuit 73 etc. are formed. Two different signal outputs from the two VCOs can be used to generate the quadrature LO signals I +, I-, Q +, Q- through the concatenation network. However, due to process tolerances, the two VCOs may have a mismatch such that there is a quadrature shift to form a steady state phase error.

高い精密性が要求される一方で、定常状態の位相誤差を訂正しなければならない。第1回路21及び第2回路22の連結コンデンサC1及びC2は、変圧器帰還QVCOの連結回路網用の、動的位相の誤差訂正回路を形成する可変結合コンデンサである。連結コンデンサC1及びC2の比が変化する間、直交位相LO信号I+、Q+(又はI−、Q−)の位相誤差は増大又は減少する。   While high accuracy is required, steady state phase errors must be corrected. The coupling capacitors C1 and C2 of the first circuit 21 and the second circuit 22 are variable coupling capacitors that form a dynamic phase error correction circuit for a transformer feedback QVCO coupling network. While the ratio of the coupling capacitors C1 and C2 changes, the phase error of the quadrature LO signal I +, Q + (or I-, Q-) increases or decreases.

図4A〜図4Eを参照すると、図4A〜図4Eは、本開示の一実施形態に従った第1及び第2結合コンデンサの異なる比率での、変圧器帰還QVCOと関連した直交位相LO信号を示す曲線図である。例えば、図4Aでは結合コンデンサC1及びC2の比は18.69GHzでの運用で約1(即ち、157fF/157fF)、及び位相誤差は約0.168であり、図4Bでは結合コンデンサC1及びC2の比は18.69GHzでの運用で約2(即ち、314fF/157fF)、及び位相誤差は約1.514であり、図4Cでは結合コンデンサC1及びC2の比は18.69GHzでの運用で約1/2(即ち、157fF/314fF)、及び位相誤差は約−1.85であり、図4Dでは結合コンデンサC1及びC2の比は18.69GHzでの運用で約4(即ち、628fF/314fF)、及び位相誤差は約4.206あり、図4Eでは結合コンデンサC1及びC2の比は18.69GHzでの運用で約1/4(即ち、157fF/628fF)、及び位相誤差は約−3.196である。したがって、結合コンデンサC1及びC2の比の調整は、2つのVCOの不整合による定常状態の位相誤差を訂正することができる。   With reference to FIGS. 4A-4E, FIGS. 4A-4E illustrate quadrature LO signals associated with transformer feedback QVCO at different proportions of the first and second coupling capacitors according to one embodiment of the present disclosure. FIG. For example, in FIG. 4A, the ratio of coupling capacitors C1 and C2 is about 1 (i.e., 157 fF / 157 fF) for operation at 18.69 GHz, and the phase error is about 0.168, and in FIG. 4B, coupling capacitors C1 and C2 are The ratio is about 2 for operation at 18.69 GHz (ie 314 fF / 157 fF), and the phase error is about 1.514, and in FIG. 4C the ratio of coupling capacitors C1 and C2 is about 1 for operation at 18.69 GHz. / 2 (i.e. 157 fF / 314 fF), and the phase error is about -1.85, the ratio of coupling capacitors C1 and C2 is about 4 (i.e. 628 fF / 314 fF) at 18.69 GHz in FIG. 4D. And the phase error is about 4.206, and in FIG. 4E the ratio of coupling capacitors C1 and C2 is about 1/4 (i.e., 157 fF /) for operation at 18.69 GHz. 28fF), and the phase error is approximately -3.196. Thus, adjusting the ratio of coupling capacitors C1 and C2 can correct for steady state phase errors due to the mismatch of the two VCOs.

図5A及び図5Bを参照すると、図5Aは最小の運用周波数にて作動させた変圧器帰還QVCOと関連した、位相ノイズ及び偏移周波数(又は相対周波数)との関係を示す曲線図であり、また図5Bは最大の運用周波数にて作動させた変圧器帰還QVCOと関連した、位相ノイズ及び偏移周波数(又は相対周波数)との関係を示す曲線図である。   Referring to FIGS. 5A and 5B, FIG. 5A is a curve diagram showing the relationship between phase noise and shift frequency (or relative frequency) associated with transformer feedback QVCO operated at minimum operating frequency, FIG. 5B is also a plot of phase noise and shift frequency (or relative frequency) as it relates to transformer feedback QVCO operated at maximum operating frequency.

図5Aでは、変圧器帰還QVCOが最小の運用周波数で作動する場合、位相ノイズは1MHzの周波数偏移で−111.75dBc/Hz(即ち、約−110dBc/Hz)であり、図5Bでは、変圧器帰還QVCOが最小の運用周波数で作動する場合、位相ノイズは1MHzの周波数偏移で−111.055dBc/Hz(即ち、約−110dBc/Hz)である。
これは、従来のQVCOと比較して、図3の圧器帰還QVCO2の位相ノイズが減少しているということである。
In FIG. 5A, when the transformer feedback QVCO operates at the minimum operating frequency, the phase noise is −111.75 dBc / Hz (ie, approximately −110 dBc / Hz) at a frequency shift of 1 MHz, and in FIG. If the unit feedback QVCO operates at the minimum operating frequency, the phase noise is -11.055 dBc / Hz (i.e., about -110 dBc / Hz) at a frequency shift of 1 MHz.
This means that the phase noise of the pressure regulator feedback QVCO 2 of FIG. 3 is reduced as compared to the conventional QVCO.

次に、図6A及び図6Bを参照すると、図6Aはコンデンサ切換装置を有しない変圧器帰還QVCOと関連した、運用周波数及び周波数可変電圧との関係を示す曲線図であり、図6Bは異なるコードが所与されるコンデンサ切換装置を有する変圧器帰還QVCOと関連した、運用周波数及び周波数可変電圧との関係を示す曲線図である。   Next, referring to FIGS. 6A and 6B, FIG. 6A is a curve diagram showing the relationship between the operating frequency and the variable frequency voltage associated with the transformer feedback QVCO having no capacitor switching device, and FIG. 6B is a different code. FIG. 6 is a curve diagram showing the relationship between the operating frequency and the variable frequency voltage associated with a transformer feedback QVCO having a capacitor switching device given.

図6Aでは、コンデンサ切換装置が変圧器帰還QVCOに使用されない場合、周波数−電圧曲線を移動させることができず、また対数直線範囲は広くない。図6Bでは、3ビット(即ち、切換開閉器S1からS3用の制御信号)のコードは000から111であることができ、またこのように、コード(即ち、同様な意味合いで、8種の周波数−電圧曲線を選択することができる)に従って周波数−電圧曲線を移動させることができ、かつ対数直線範囲が増大(即ち、図6Aと比較して約4倍)する。   In FIG. 6A, if the capacitor switching device is not used for transformer feedback QVCO, the frequency-voltage curve can not be moved and the logarithmic linear range is not wide. In FIG. 6B, the code of 3 bits (ie, control signals for switches S1 to S3) can be 000 to 111, and thus, the code (ie, in a similar sense, 8 frequencies) The frequency-voltage curve can be moved according to the voltage curve can be selected, and the log linear range is increased (ie approximately 4 times compared to FIG. 6A).

最後に、図7を参照すると、図7は本開示の実施形態に従った、通信機器のブロック図である。通信機器5は5G移動通信にて使用可能であり、また本開示は通信機器5の用途を制限するものではない。通信機器5は、変圧器帰還QVCO51、フロントエンド回路52及びアンテナ53を具備し、フロントエンド回路52は変圧器帰還QVCO51及びアンテナ53に接続している。   Finally, referring to FIG. 7, FIG. 7 is a block diagram of a communication device in accordance with an embodiment of the present disclosure. The communication device 5 can be used in 5G mobile communication, and the present disclosure does not limit the application of the communication device 5. The communication device 5 comprises a transformer feedback QVCO 51, a front end circuit 52 and an antenna 53, and the front end circuit 52 is connected to the transformer feedback QVCO 51 and the antenna 53.

変圧器帰還QVCO51は、図2又は図3の変圧器帰還QVCO7又は2であることができ、また本開示はこれらに限定されるものではない。変圧器帰還QVCO51は、直交位相LO信号I+、I−、Q+、Q−をフロントエンド回路52に提供する。本実施形態のフロントエンド回路52は、データ信号DinのRF信号を空中へ発生させ、かつデータ信号DoutのRF信号をアンテナ53を介して空中から受信するための、送受信機回路である。しかし、本開示はフロントエンド回路52の種類を制限するものではなく、またその他の実施形態では、フロントエンド回路52は受信機回路又は送信機回路であり得る。   The transformer feedback QVCO 51 can be the transformer feedback QVCO 7 or 2 of FIG. 2 or FIG. 3, and the present disclosure is not limited thereto. Transformer feedback QVCO 51 provides quadrature LO signals I +, I −, Q +, Q − to front end circuit 52. The front end circuit 52 of the present embodiment is a transceiver circuit for generating an RF signal of the data signal Din into the air and receiving an RF signal of the data signal Dout from the air through the antenna 53. However, the present disclosure does not limit the type of front end circuit 52, and in other embodiments, the front end circuit 52 may be a receiver circuit or a transmitter circuit.

談合では、本開示の実施形態は変圧器帰還QVCO及びこれを用いた通信機器を提供し、本変圧器帰還QVCOは、直交位相LO信号を発生させるために本体−源コンデンサ連結様式を使用する。連結コンデンサは、変圧器帰還QVCOの連結回路網故に、直交位相LO信号の位相誤差を訂正するための、動的位相の誤差訂正回路を形成することができる。   In rigging, embodiments of the present disclosure provide a transformer feedback QVCO and a communication device using the same, and the transformer feedback QVCO uses a body-source capacitor coupling scheme to generate a quadrature LO signal. The coupling capacitor can form a dynamic phase error correction circuit to correct the phase error of the quadrature LO signal due to the coupling network of the transformer feedback QVCO.

なお、変圧器帰還QVCOは、変圧器帰還QVCOの出力端末上に代わって変圧器帰還QVCOの回路内部に設置された連結回路網を有し、これにより出力負荷が減少し、運用周波数が増大し、かつ位相ノイズが減少する。加えて、変圧器帰還QVCOはコンデンサ切換装置を更に有することができ、これにより、変圧器帰還QVCOの周波数−電圧曲線を移動させて対数直線範囲を増大させ、かつ異なる周波数で位相偏移を訂正することができる。   Note that the transformer feedback QVCO has a connection network installed inside the transformer feedback QVCO circuit in place of the output terminal of the transformer feedback QVCO, which reduces the output load and increases the operating frequency. , And phase noise is reduced. In addition, the transformer feedback QVCO can further include a capacitor switching device, which moves the frequency-voltage curve of the transformer feedback QVCO to increase the logarithmic linear range and correct the phase shift at different frequencies can do.

本開示は、ある種の実施形態を用いて記載されており、請求項に記述されている本開示の精神と範囲から逸脱することなしに、当業者によって多数の変更及び変形形態をそれに対して行うことができる。   While the present disclosure has been described using certain embodiments, numerous changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present disclosure as set forth in the claims. It can be carried out.

Claims (10)

直交電圧で制御された発振器(QVCO)であって、
第1半回路、及び
第1半回路に電気的に接続している第2半回路、とを具備し、
前記第1及び第2半回路のそれぞれが、
第1結合コンデンサ、
第2結合コンデンサ、
誘導インダクタ、
NMOSトランジスタ、
PMOSトランジスタ、及び
その第1端末が前記誘導インダクタの第1端末、前記PMOSトランジスタのドレイン及び前記NMOSトランジスタのゲートに接続されており、かつその第2端末が前記誘導インダクタの第2端末、前記NMOSトランジスタのドレイン及び前記PMOSトランジスタのゲートに接続されている周波数可変回路、とを具備し、
前記第1及び第2半回路の前記誘導インダクタが変圧器を形成し、前記第1半回路の前記PMOSトランジスタの本体が前記第1半回路の前記第1結合コンデンサを介して前記第2半回路の前記PMOSトランジスタのソースに接続しており、前記第1半回路の前記NMOSトランジスタの本体が前記第1半回路の前記第2結合コンデンサを介して前記第2半回路の前記NMOSトランジスタのソースに接続しており、前記第2半回路の前記PMOSトランジスタの本体が前記第2半回路の前記第1結合コンデンサを介して前記第1半回路の前記NMOSトランジスタのソースに接続しており、前記第2半回路の前記NMOSトランジスタの本体が前記第2半回路の前記第2結合コンデンサを介して前記第1半回路の前記PMOSトランジスタのソースに接続しており、前記PMOSトランジスタの前記ドレイン及び前記NMOSトランジスタの前記ドレインが直交位相のLO信号を出力するよう使用され、かつ前記周波数可変回路に適用される周波数可変電圧により周波数−電圧曲線に基づいてLO周波数が決定されるQVCO。
A quadrature voltage controlled oscillator (QVCO),
A first half circuit and a second half circuit electrically connected to the first half circuit,
Each of the first and second half circuits is
First coupling capacitor,
Second coupling capacitor,
Inductive inductor,
NMOS transistor,
A PMOS transistor, and its first end is connected to the first end of the inductive inductor, the drain of the PMOS transistor and the gate of the NMOS transistor, and its second end is the second end of the inductive inductor, the NMOS And a frequency variable circuit connected to the drain of the transistor and the gate of the PMOS transistor,
The inductive inductors of the first and second half circuits form a transformer, and the body of the PMOS transistor of the first half circuit is connected to the second half circuit via the first coupling capacitor of the first half circuit. And the body of the NMOS transistor of the first half circuit is connected to the source of the NMOS transistor of the second half circuit via the second coupling capacitor of the first half circuit. Connected, the body of the PMOS transistor of the second half circuit being connected to the source of the NMOS transistor of the first half circuit via the first coupling capacitor of the second half circuit; The main body of the NMOS transistor of the two half circuit is connected to the PMOS transistor of the first half circuit through the second coupling capacitor of the second half circuit. The drain of the PMOS transistor and the drain of the NMOS transistor are used to output a LO signal of quadrature phase, and the frequency-voltage according to the frequency variable voltage applied to the frequency variable circuit. QVCO where the LO frequency is determined based on the curve.
前記第1及び第2半回路の前記第1及び第2結合コンデンサが、動的位相の誤り訂正回路を形成するような可変結合コンデンサであり、前記第1半回路の前記NMOSトランジスタ、前記PMOSトランジスタ及び前記誘導インダクタが第1VCOを形成し、かつ前記第2半回路の前記NMOSトランジスタ、前記PMOSトランジスタ及び前記誘導インダクタが第2VCOを形成する、請求項1に記載のQVCO。   The first and second coupling capacitors of the first and second half circuits are variable coupling capacitors that form a dynamic phase error correction circuit, and the NMOS transistor and the PMOS transistor of the first half circuit. The QVCO according to claim 1, wherein the inductive inductor forms a first VCO, and the NMOS transistor, the PMOS transistor and the inductive inductor of the second half circuit form a second VCO. 前記第1半回路及び前記第2半回路のそれぞれが、
その第1端末が前記周波数可変回路の前記第1端末に接続されており、またその第2端末が前記周波数可変回路の前記第2端末に接続されており、コンデンサを切り換えるよう所与されるコードが周波数−電圧曲線を変化させるよう使用されるコンデンサ切換装置を具備する、請求項1に記載のQVCO。
Each of the first half circuit and the second half circuit is
The first terminal is connected to the first terminal of the variable frequency circuit, and the second terminal is connected to the second terminal of the variable frequency circuit, and the code given to switch a capacitor A QVCO according to claim 1, comprising a capacitor switching device used to change the frequency-voltage curve.
前記第1半回路及び前記第2半回路のそれぞれが、
前記PMOSトランジスタのソースが第1インダクタを介してシステム電圧に接続されている第1インダクタ、及び
前記NMOSトランジスタのソースが第2インダクタを介して接地に接続されている第2インダクタ、とを更に具備する、請求項1に記載のQVCO。
Each of the first half circuit and the second half circuit is
The first inductor further includes a first inductor having a source of the PMOS transistor connected to the system voltage via a first inductor, and a second inductor having a source of the NMOS transistor connected to ground via a second inductor. The QVCO according to claim 1.
前記周波数可変回路が、
第1及び第2の可変容量コンデンサ、
第1及び第2の抵抗器、及び
第1及び第2のコンデンサを具備し、
前記周波数可変電圧が前記第1及び第2の可変容量コンデンサの第1端末に適用され、
前記第1の可変容量コンデンサの第2端末が前記第1の抵抗器及び前記第1のコンデンサの第2端末に接続されており、
前記第2の可変容量コンデンサの第2端末が前記第2の抵抗器及び前記第2のコンデンサの第2端末に接続されており、
バイアス電圧が前記第1及び第2の抵抗器の第1端末に適用され、
また前記第1のコンデンサの第1端末及び前記第2のコンデンサの第1端末がそれぞれ前記PMOSトランジスタのドレイン及び前記NMOSトランジスタのドレインに接続されている、請求項1に記載のQVCO。
The frequency variable circuit is
First and second variable capacitors,
Comprising first and second resistors, and first and second capacitors,
The variable frequency voltage is applied to a first end of the first and second variable capacitors,
The second end of the first variable capacitor is connected to the first resistor and the second end of the first capacitor,
The second end of the second variable capacitor is connected to the second resistor and the second end of the second capacitor,
A bias voltage is applied to the first end of the first and second resistors,
The QVCO according to claim 1, wherein the first terminal of the first capacitor and the first terminal of the second capacitor are respectively connected to the drain of the PMOS transistor and the drain of the NMOS transistor.
前記周波数可変電圧が増大する場合に、前記第1の可変容量コンデンサのキャパシタンスが増大し、かつ前記第2の可変容量コンデンサのキャパシタンスが減少する、請求項5に記載のQVCO。   The QVCO according to claim 5, wherein when the frequency variable voltage increases, the capacitance of the first variable capacitor increases and the capacitance of the second variable capacitor decreases. 前記コンデンサ切換装置が、
切替開閉器のそれぞれが2つのコンデンサの間で接続されており、
前記各切替開閉器と、前記各切替開閉器に接続されて当該各切替開閉器に対応する2つのコンデンサとの各セットが、もう一方のセットに平行に接続されており、
前記コードが前記切替開閉器の少なくとも1つを作動させる又は作動を停止させるために使用される、切替開閉器及びコンデンサを具備する、請求項3に記載のQVCO。
The capacitor switching device is
Each of the switching switches is connected between the two capacitors,
Each set of the switching switches and two capacitors connected to the switching switches and corresponding to the switching switches are connected in parallel to the other set,
A QVCO according to claim 3, comprising a switch and a capacitor, the code being used to activate or deactivate at least one of the switch.
直交電圧で制御された発振器(QVCO)、
前記QVCOに接続したフロントエンド回路、とを具備する通信機器であって、
前記QVCOが
第1半回路、及び
前記第1半回路に電気的に接続する第2半回路、とを具備し、
前記第1及び第2半回路のそれぞれが、
第1結合コンデンサ、
第2結合コンデンサ、
誘導インダクタ、
NMOSトランジスタ、
PMOSトランジスタ、及び
その第1端末が前記誘導インダクタの第1端末、前記PMOSトランジスタのドレイン及び前記NMOSトランジスタのゲートに接続されており、かつその第2端末が前記誘導インダクタの第2端末、前記NMOSトランジスタのドレイン及び前記PMOSトランジスタのゲートに接続されている周波数可変回路、とを具備し、
前記第1及び第2半回路の前記誘導インダクタが変圧器を形成し、前記第1半回路の前記PMOSトランジスタの本体が前記第1半回路の前記第1結合コンデンサを介して前記第2半回路の前記PMOSトランジスタのソースに接続しており、前記第1半回路の前記NMOSトランジスタの本体が前記第1半回路の前記第2結合コンデンサを介して前記第2半回路の前記NMOSトランジスタのソースに接続しており、前記第2半回路の前記PMOSトランジスタの本体が前記第2半回路の前記第1結合コンデンサを介して前記第1半回路の前記NMOSトランジスタのソースに接続しており、前記第2半回路の前記NMOSトランジスタの本体が前記第2半回路の前記第2結合コンデンサを介して前記第1半回路の前記PMOSトランジスタのソースに接続しており、前記PMOSトランジスタの前記ドレイン及び前記NMOSトランジスタの前記ドレインが直交位相のLO信号を出力するよう使用され、かつ前記周波数可変回路に適用される周波数可変電圧により周波数−電圧曲線に基づいてLO周波数が決定される、通信機器。
Orthogonal voltage controlled oscillator (QVCO),
A front end circuit connected to the QVCO;
The QVCO comprises a first half circuit and a second half circuit electrically connected to the first half circuit;
Each of the first and second half circuits is
First coupling capacitor,
Second coupling capacitor,
Inductive inductor,
NMOS transistor,
A PMOS transistor, and its first end is connected to the first end of the inductive inductor, the drain of the PMOS transistor and the gate of the NMOS transistor, and its second end is the second end of the inductive inductor, the NMOS And a frequency variable circuit connected to the drain of the transistor and the gate of the PMOS transistor,
The inductive inductors of the first and second half circuits form a transformer, and the body of the PMOS transistor of the first half circuit is connected to the second half circuit via the first coupling capacitor of the first half circuit. And the body of the NMOS transistor of the first half circuit is connected to the source of the NMOS transistor of the second half circuit via the second coupling capacitor of the first half circuit. Connected, the body of the PMOS transistor of the second half circuit being connected to the source of the NMOS transistor of the first half circuit via the first coupling capacitor of the second half circuit; The main body of the NMOS transistor of the two half circuit is connected to the PMOS transistor of the first half circuit through the second coupling capacitor of the second half circuit. The drain of the PMOS transistor and the drain of the NMOS transistor are used to output a LO signal of quadrature phase, and the frequency-voltage according to the frequency variable voltage applied to the frequency variable circuit. Communication equipment in which the LO frequency is determined on the basis of a curve.
前記第1及び第2半回路の前記第1及び第2結合コンデンサが、動的位相の誤り訂正回路を形成するような可変結合コンデンサであり、前記第1半回路の前記NMOSトランジスタ、前記PMOSトランジスタ及び前記誘導インダクタが第1VCOを形成し、かつ前記第2半回路の前記NMOSトランジスタ、前記PMOSトランジスタ及び前記誘導インダクタが第2VCOを形成する、請求項8に記載の通信機器。   The first and second coupling capacitors of the first and second half circuits are variable coupling capacitors that form a dynamic phase error correction circuit, and the NMOS transistor and the PMOS transistor of the first half circuit. 9. The communication device according to claim 8, wherein the inductive inductor forms a first VCO, and the NMOS transistor, the PMOS transistor and the inductive inductor of the second half circuit form a second VCO. 前記第1半回路及び前記第2半回路のそれぞれが、
その第1端末が前記周波数可変回路の前記第1端末に接続されており、またその第2端末が前記周波数可変回路の前記第2端末に接続されており、コンデンサを切り換えるよう所与されるコードが周波数−電圧曲線を変化させるよう使用されるコンデンサ切換装置を具備する、請求項9に記載の通信機器。
Each of the first half circuit and the second half circuit is
The first terminal is connected to the first terminal of the variable frequency circuit, and the second terminal is connected to the second terminal of the variable frequency circuit, and the code given to switch a capacitor 10. A communication device according to claim 9, comprising a capacitor switching device used to change the frequency-voltage curve.
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