专利名称：一种低噪声压控振荡器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及ー种低噪声压控振荡器。
背景技术：
压控振荡器(VCO, voltage-controlled oscillator)是指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路。压控振荡器是集成电路中非常重要的基本电路之一，其电路的实现方式主要有两种，分别是环形压控振荡器(Ring VC0)和电感电容压控振荡器(LC VC0)。压控振荡器被广泛地应用于微处理器中的时钟同步(Clock Synchronization)电路；无线通信收发器中的频率综合器(Frequency Synthesizer);光纤通信中的时钟恢复电路(CRC, Clock Recovery Circuit)以及多相位米样(Multi-phase Sampling)电路中。相位噪声是衡量压控振荡器性能的主要參数之一。大多数情况下，压控振荡器的相位噪声性能是影响集成接收机灵敏度的最主要因素。理想的压控振荡器输出的信号频谱是ー个脉冲函数，但是由于实际电路中存在各种噪声源，压控振荡器输出的信号频谱特性都是频罩曲线。压控振荡器电路中的噪声源可以分为两大类器件噪声和外界干扰噪声，前者主要包括热噪声和闪烁噪声；后者主要包括衬底和电源噪声。压控振荡器的器件噪声主要来源于片上电感和可变电容的串联寄生电阻、开关差分对管和尾电流源。參见图1，该图为现有技术中的一种压控振荡器示意图。图I所示的压控振荡器的电流源是由直流电压控制的，如图I中的电压VBIAS控制三极管QO。压控振荡器输出端(P0UT和N0UT)的最低电压为两个双极型晶体管(Q0和Ql)的集电极-发射极压降之和，由于两个异质结双极型晶体管(HBT, Heterojunction BipolarTransistor)的结电压之和较小，因此造成压控振荡器有较小的输出。因此，图I所示的压控振荡器存在较高的相位噪声，相位噪声性能较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供ー种低噪声压控振荡器，具有较大的输出电压幅度，能够降低整个电路的相位噪声，提高相位噪声性能。本发明实施例提供ー种低噪声压控振荡器，包括谐振电路、负阻电路、电流源电路和反馈电路所述谐振电路，用于产生压控振荡器的振荡信号，所述谐振电路为电感电容式谐振电路，其中的电容采用反向ニ极管；所述负阻电路，用于产生负阻，以抵消所述谐振电路产生的正阻；所述电流源电路，用于产生压控振荡器工作的电流；所述反馈电路，用于将所述谐振电路产生的振荡信号反馈给所述电流源电路。
优选地，所述谐振电路包括差分电感、第一反向ニ极管、第二反向ニ极管、第三电容、第四电容、第一电阻和第二电阻；所述差分电感的一端连接第一节点，另一端连接第二节点；所述第一反向ニ极管的阳极连接第三节点，阴极连接第一控制电压；所述第二反向ニ极管的阳极连接第四节点，阴极连接所述第一控制电压；所述第一电阻的一端连接所述第三节点，另一端接地；所述第二电阻的一端连接所述第四节点，另一端接地；所述第三电容的两端分别连接所述第一节点和所述第三节点，所述第四电容的两 端分别连接所述第二节点和所述第四节点；所述第一节点为所述谐振电路与负阻电路的第一相接点，输出第一谐振信号，所述第二节点为所述谐振电路与负阻电路的第二相接点，输出第二谐振信号。优选地，所述负阻电路包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管、第三电阻、第四电阻、第五电容、第六电容和第i 电容；第一双极型晶体管的基极连接第五节点，集电极连接第一节点，所述第一节点为所述负阻电路与谐振电路的第一相接点；第二双极型晶体管的基极连接第六节点，集电极连接第二节点，所述第二节点为所述负阻电路与谐振电路的第二相接点；所述第一双极型晶体管的发射极与所述第二双极性晶体管的发射极相接，相接的节点作为所述负阻电路的输入端与电流源电路的输出端相接点；第三电阻的一端连接所述第五节点，另一端连接第二控制电压；第四电阻的一端连接所述第六节点，另一端连接所述第二控制电压；第五电容的一端连接所述第一节点，另一端连接所述第六节点；第六电容的一端连接所述第二节点，另一端连接所述第五节点；第十一电容的两端分别连接所述第二控制电压和地。优选地，所述电流源电路包括第三双极型晶体管、第四双极型晶体管、第五电阻、第六电阻、第九电容和第十电容；所述第三双极型晶体管的基极连接接地的第九电容，所述基极为第一反馈信号的输入端，第三双极型晶体管的发射极接地；所述第四双极型晶体管的基极连接接地的第十电容，所述基极为第二反馈信号的输入端，第四双极型晶体管的发射极接地；所述第三双极型晶体管的集电极与所述第四双极型晶体管的集电极相接，相接的节点作为负阻电路的输入端与电流源电路的输出端相接点；所述第五电阻的一端连接所述第三双极型晶体管的基极，另一端连接第三控制电压；所述第六电阻的一端连接所述第四双极型晶体管的基极，另一端连接第三控制电压。优选地，所述反馈电路包括第七电容和第八电容；所述第七电容的一端连接谐振电路的第一输出端，另一端连接电流源电路的第一信号输入端，第一谐振信号通过所述第七电容反馈至电流源电路，所述第七电容的另一端为压控振荡器的第一输出端；所述第八电容的一端连接谐振电路的第二输出端，另一端连接电流源电路的第二信号输入端，第二谐振信号通过所述第八电容反馈至电流源电路，所述第八电容的另一端为压控振荡器的第二输出端；。优选地，所述第三电容和第四电容的容值比第一反向ニ极管和第二反向ニ极管的容值至少大10倍。优选地，所述第一反向ニ极管和第二反向ニ极管工作于反向工作区。优选地，所述第一双极型晶体管和第二双极型晶体管处于正向工作区。优选地，所述第三双极型晶体管和第四双极型晶体管处于正向工作区。优选地，所述第七电容和所述第八电容的容值是第一反向ニ极管或第二反向ニ极 管容值的十分之一。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明提供的低噪声压控振荡器中，电流源电路用于产生压控振荡器工作的电流；谐振电路用于产生压控振荡器的振荡信号；所述谐振电路为电感电容式谐振电路，其中的电容采用反向ニ极管；负阻电路用于产生负阻，以抵消所述谐振电路产生的正阻；所述反馈电路用于将所述谐振电路产生的振荡信号反馈给所述电流源电路，从而为电流源注入新的电流，提高压控振荡器的使用效率。从而使本发明实施例的压控振荡器具有更大的输出电压幅度。压控振荡器的输出电压幅度越大，其相位噪声性能便越好。
图I是现有技术中的一种压控振荡器示意图；图2是本发明提供的低噪声压控振荡器实施例一的示意图；图3是本发明提供的低噪声压控振荡器实施例ニ的示意图。
具体实施例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，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。參见图2，该图为本发明提供的低噪声压控振荡器实施例一的示意图。本实施例提供的低噪声压控振荡器，包括谐振电路100、负阻电路200、电流源电路300和反馈电路400 所述谐振电路100，用于产生压控振荡器的振荡信号，所述谐振电路100为电感电容式谐振电路，其中的电容采用反向ニ极管；所述负阻电路200，用于产生负阻，以抵消所述谐振电路100产生的正阻；所述电流源电路300，用于产生压控振荡器工作的电流；所述反馈电路400，用于将所述谐振电路100产生的振荡信号反馈给所述电流源电路300。本发明提供的低噪声压控振荡器中，电流源电路300用于产生压控振荡器工作的电流；谐振电路100用于产生压控振荡器的振荡信号；所述谐振电路100为电感电容式谐振电路，其中的电容采用反向ニ极管；负阻电路200用于产生负阻，以抵消所述谐振电路100产生的正阻；所述反馈电路400用于将所述谐振电路100产生的振荡信号反馈给所述电流源电路300，从而为电流源电路300注入新的电流，提高压控振荡器的使用效率。从而使本发明实施例的压控振荡器具有更大的输出电压幅度。压控振荡器的输出电压幅度越大，其相位噪声性能便越好。下面结合附图介绍本发明实施例提供的低噪声压控振荡器的具体结构。參见图3，该图为本发明提供的低噪声压控振荡器实施例ニ的示意图。本实施例提供的低噪声压控振荡器，包括谐振电路、负阻电路、电流源电路和反馈电路；所述谐振电路包括差分电感L0、第一反向ニ极管Cl、第二反向ニ极管C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2 ； 差分电感LO的抽头连接电源。所述差分电感LO的一端连接第一节点A，另一端连接第二节点B ；所述第一反向ニ极管Cl的阳极连接第三节点C，阴极连接第一控制电压ATUNE ；所述第二反向ニ极管C2的阳极连接第四节点D，阴极连接所述第一控制电压ATUNE ;该压控振荡器可以通过调节第一控制电压ATUNE的大小来调节压控振荡器的工作频率。所述第一电阻Rl的一端连接所述第三节点C，另一端接地；所述第二电阻R2的一端连接所述第四节点D，另一端接地；所述第三电容C3的两端分别连接所述第一节点A和第三节点C，所述第四电容C4的两端分别连接所述第二节点B和第四节点D。所述第一节点A为所述谐振电路与负阻电路的第一相接点，输出第一谐振信号，所述第二节点B为所述谐振电路与负阻电路的第二相接点，输出第二谐振信号。需要说明的是，Cl和C2工作于反向工作区。所述第三电容C3和第四电容C4的容值比第一反向ニ极管Cl和第二反向ニ极管C2的容值至少大10倍，这样可以保证本发明实施例提供的压控振荡器具有较宽的频率调谐范围。需要说明的是，本发明实施例的谐振电路中的电容采用反向ニ极管(Cl和C2)。由于反向ニ极管工作于反向工作区，反向ニ极管的电容相对于MOS容抗管，其容值大小随第ー控制电压ATUNE的变化较小，从而采用反向ニ极管的压控振荡器具有较小的増益，因此具有较好的相位噪声。所述负阻电路包括第一晶体管双极型晶体管Q1、第二双极型晶体管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电容C5、第六电容C6、第十一电容Cll ；第一双极型晶体管Ql的基极连接第五节点M,集电极连接第一节点A,所述第一节点A为所述负阻电路与谐振电路的第一相接点；第二双极型晶体管Q2的基极连接第六节点N，集电极连接第二节点B，所述第二节点B为所述负阻电路与谐振电路的第二相接点；所述第一双极型晶体管Ql的发射极与所述第二双极性晶体管Q2的发射极相接，相接的节点作为所述负阻电路的输入端与电流源电路的输出端相接点；第三电阻R3的一端连接第五节点M，另一端连接第二控制电压⑶C ；
第四电阻R4的一端连接第六节点N，另一端连接第二控制电压⑶C ；第五电容C5的一端连接所述第一节点A，另一端连接所述第六节点N ；第六电容C6的一端连接所述第二节点B,另一端连接所述第五节点M ；第五电容C5和第六电容C6的作用主要是为了隔离直流信号，同时协助Ql和Q2实现负阻的作用，从而补偿谐振电路产生的正阻。第十一电容Cll的两端分别连接所述第二控制电压⑶C和地。需要说明的是，可以通过调整第二控制电压⑶C的大小保证Ql和Q2处于正向エ作区。所述电流源电路包括第三双极型晶体管Q3、第四双极型晶体管Q4、第五电阻R5、第六电阻R6、第九电容C9和第十电容ClO ； 所述第三双极型晶体管Q3的基极连接接地的第九电容C9，所述基极为第一反馈信号的输入端，第三双极型晶体管Q3的发射极接地；所述第四双极型晶体管Q4的基极连接接地的第十电容C10，所述基极为第二反馈信号的输入端，第四双极型晶体管Q4的发射极接地；所述第三双极型晶体管Q3的集电极与所述第四双极型晶体管Q4的集电极相接，相接的节点作为负阻电路的输入端与电流源电路的输出端相接点；所述第五电阻R5的一端连接所述第三双极型晶体管Q3的基极，另一端连接第三控制电压VBIAS ；所述第六电阻R6的一端连接所述第四双极型晶体管Q4的基极，另一端连接第三控制电压VBIAS。需要说明的是，可以通过控制VBIAS的电压大小来使Q3和Q4处于正向工作区。需要说明的是，C9和ClO起滤波作用，滤除Q3和Q4产生的高频信号。需要说明的是，所述Ql、Q2、Q3和Q4可以为HBT。所述反馈电路包括第七电容C7和第八电容CS ；所述第七电容C7的一端连接谐振电路的第一输出端(所述第一节点A)，另一端连接电流源电路的第一信号输入端，第一谐振信号通过所述第七电容C7反馈至电流源电路，所述第七电容C7的所述另一端为压控振荡器的第一输出端NOUT ；所述第八电容CS的一端连接谐振电路的第二输出端(所述第二节点B)，另一端连接电流源电路的第二信号输入端，第二谐振信号通过所述第八电容CS反馈至电流源电路，所述第八电容CS的所述另一端为压控振荡器的第二输出端POUT。第七电容C7和第八电容C8的作用主要是隔离直流电路，同时将交流信号反馈给电流源电路，为电流源电路注入新的电流。从而对谐振电路产生的振荡信号进行了反馈利用，这样可以提高使用效率。需要说明的是，POUT和NOUT是压控振荡器的两个输出端，这两个输出端输出的振荡信号均是正电压的信号，但是POUT和NOUT输出的振荡信号的相位是相反的。第七电容C7和第八电容C8的容值是第一反向ニ极管Cl和第二反向ニ极管C2的容值的十分之一，从而保证该压控振荡器具有较宽的频率调谐范围。下面结合图2详细说明本发明提供的低噪声压控振荡器的工作原理。压控振荡器的相位噪声可以表达为
权利要求
1.一种低噪声压控振荡器，其特征在于，包括谐振电路、负阻电路、电流源电路和反馈电路 所述谐振电路，用于产生压控振荡器的振荡信号，所述谐振电路为电感电容式谐振电路，其中的电容采用反向二极管； 所述负阻电路，用于产生负阻，以抵消所述谐振电路产生的正阻； 所述电流源电路，用于产生压控振荡器工作的电流； 所述反馈电路，用于将所述谐振电路产生的振荡信号反馈给所述电流源电路。
2.根据权利要求I所述的低噪声压控振荡器，其特征在于， 所述谐振电路包括差分电感、第一反向二极管、第二反向二极管、第三电容、第四电容、第一电阻和第二电阻； 所述差分电感的一端连接第一节点，另一端连接第二节点； 所述第一反向二极管的阳极连接第三节点，阴极连接第一控制电压； 所述第二反向二极管的阳极连接第四节点，阴极连接所述第一控制电压； 所述第一电阻的一端连接所述第三节点，另一端接地； 所述第二电阻的一端连接所述第四节点，另一端接地； 所述第三电容的两端分别连接所述第一节点和所述第三节点，所述第四电容的两端分别连接所述第二节点和所述第四节点； 所述第一节点为所述谐振电路与负阻电路的第一相接点，输出第一谐振信号，所述第二节点为所述谐振电路与负阻电路的第二相接点，输出第二谐振信号。
3.根据权利要求I所述的低噪声压控振荡器，其特征在于，所述负阻电路包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管、第三电阻、第四电阻、第五电容、第六电容和第十一电容； 第一双极型晶体管的基极连接第五节点，集电极连接第一节点，所述第一节点为所述负阻电路与谐振电路的第一相接点； 第二双极型晶体管的基极连接第六节点，集电极连接第二节点，所述第二节点为所述负阻电路与谐振电路的第二相接点； 所述第一双极型晶体管的发射极与所述第二双极性晶体管的发射极相接，相接的节点作为所述负阻电路的输入端与电流源电路的输出端相接点； 第三电阻的一端连接所述第五节点，另一端连接第二控制电压； 第四电阻的一端连接所述第六节点，另一端连接所述第二控制电压； 第五电容的一端连接所述第一节点，另一端连接所述第六节点； 第六电容的一端连接所述第二节点，另一端连接所述第五节点； 第十一电容的两端分别连接所述第二控制电压和地。
4.根据权利要求I所述的低噪声压控振荡器，其特征在于， 所述电流源电路包括第三双极型晶体管、第四双极型晶体管、第五电阻、第六电阻、第九电容和第十电容； 所述第三双极型晶体管的基极连接接地的第九电容，所述基极为第一反馈信号的输入端，第三双极型晶体管的发射极接地； 所述第四双极型晶体管的基极连接接地的第十电容，所述基极为第二反馈信号的输入端，第四双极型晶体管的发射极接地；所述第三双极型晶体管的集电极与所述第四双极型晶体管的集电极相接，相接的节点作为负阻电路的输入端与电流源电路的输出端相接点； 所述第五电阻的一端连接所述第三双极型晶体管的基极，另一端连接第三控制电压； 所述第六电阻的一端连接所述第四双极型晶体管的基极，另一端连接第三控制电压。
5.根据权利要求I所述的低噪声压控振荡器，其特征在于， 所述反馈电路包括第七电容和第八电容； 所述第七电容的一端连接谐振电路的第一输出端，另一端连接电流源电路的第一信号输入端，第一谐振信号通过所述第七电容反馈至电流源电路，所述第七电容的另一端为压控振荡器的第一输出端； 所述第八电容的一端连接谐振电路的第二输出端，另一端连接电流源电路的第二信号输入端，第二谐振信号通过所述第八电容反馈至电流源电路，所述第八电容的另一端为压控振荡器的第二输出端。
6.根据权利要求2所述的低噪声压控振荡器，其特征在于，所述第三电容和第四电容的容值比第一反向二极管和第二反向二极管的容值至少大10倍。
7.根据权利要求2所述的低噪声压控振荡器，其特征在于，所述第一反向二极管和第二反向二极管工作于反向工作区。
8.根据权利要求3所述的低噪声压控振荡器，其特征在于，所述第一双极型晶体管和第二双极型晶体管处于正向工作区。
9.根据权利要求4所述的低噪声压控振荡器，其特征在于，所述第三双极型晶体管和第四双极型晶体管处于正向工作区。
10.根据权利要求5所述的低噪声压控振荡器，其特征在于，所述第七电容和所述第八电容的容值是第一反向二极管或第二反向二极管容值的十分之一。
全文摘要
本发明提供一种低噪声压控振荡器，其中，电流源电路用于产生压控振荡器工作的电流；谐振电路用于产生压控振荡器的振荡信号；所述谐振电路为电感电容式谐振电路，其中的电容采用反向二极管；负阻电路用于产生负阻，以抵消所述谐振电路产生的正阻；所述反馈电路用于将所述谐振电路产生的振荡信号反馈给所述电流源电路，从而为电流源注入新的电流，提高压控振荡器的使用效率。从而使本发明实施例的压控振荡器具有更大的输出电压幅度。压控振荡器的输出电压幅度越大，其相位噪声性能便越好。
文档编号H03B5/04GK102843097SQ20121035727
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者吕志强, 陈岚 申请人:中国科学院微电子研究所