一种低噪声压控振荡器制造技术

本发明专利技术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MOS容抗管，增加电路的调谐范围；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。并且，电流源电流采用第一MOS管和第二MOS管，由于第一MOS管和第二MOS管具有较小的阈值电压，因此使本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种低噪声压控振荡器
本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种低噪声压控振荡器。
技术介绍
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(LCVC0)。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 RecoveryCircuit)以及多相位米样(Mult1-phase Sampling)电路中。相位噪声是衡量压控振荡器性能的主要参数之一。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一个脉冲函数，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。参见图1，该图为现有技术中的一种压控振荡器示意图。图1所示的压控振荡器的电流源是由直流电压控制的，如图1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HBT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1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。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一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。本专利技术实施例提供一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MOS容抗管；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；所述电流源电路，用于产生压控振荡器工作的电流；具体包括:第一 MOS管、第二MOS管、第五电阻、第六电阻、第九电容和第十电容；所述第一 MOS管的栅极连接接地的第九电容，所述栅极为反馈电路的第一反馈信号的输入端，第一 MOS管的源极接地；所述第二 MOS管的栅极连接接地的第十电容，所述栅极为反馈电路的第二反馈信号的输入端，第二 MOS管的源极接地；所述第一 MOS管的漏极与所述第二 MOS管的漏极相接，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一 MOS管的栅极，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二 MOS管的栅极，另一端连接第三控制电压。优选地，所述谐振电路包括:差分电感、第一 MOS容抗管、第二 MOS容抗管、第三电容、第四电容、第一电阻、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 MOS容抗管的栅极连接第三节点，漏极和源极短接在一起连接第一控制电压；所述第二 MOS容抗管的栅极连接第四节点，漏极和源极短接在一起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第三节点，所述第四电容的两端分别连接所述第二节点和第四节点；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第五节点，另一端连接第二控制电压；第四电阻的一端连接第六节点，另一端连接第二控制电压；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 MOS容抗管和第二 MOS容抗管的容值至少大10倍。优选地，所述第一 MOS容抗管和第二 MOS容抗管工作于积累区或耗尽区。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，所述第一 MOS管和第二 MOS管处于饱和区。优选地，所述第七电容和所述第八电容的容值是第一 MOS容抗管和第二 MOS容抗管容值的十分之一。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:本专利技术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MOS容抗管，增加电路的调谐范围；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。并且，电流源电流采用第一MOS管和第二 MOS管，由于第一 MOS管和第二 MOS管具有较小的阈值电压，因此使本专利技术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。【附图说明】图1是现有技术中的一种压控振荡器示意图；图2是本专利技术提供的低噪声压控振荡器实施例一示意图；图3是本专利技术提供的低噪声压控振荡器实施例二示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。参见图2，该图为本专利技术提供的低噪声压控振荡器实施例一的示意图。本专利技术实施例提供一种低噪声压控振荡器，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MOS容抗管；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；所述反馈电路400，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
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MOS容抗管；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；所述电流源电路，用于产生压控振荡器工作的电流；具体包括：第一MOS管、第二MOS管、第五电阻、第六电阻、第九电容和第十电容；所述第一MOS管的栅极连接接地的第九电容，所述栅极为反馈电路的第一反馈信号的输入端，第一MOS管的源极接地；所述第二MOS管的栅极连接接地的第十电容，所述栅极为反馈电路的第二反馈信号的输入端，第二MOS管的源极接地；所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极相接，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一MOS管的栅极，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二MOS管的栅极，另一端连接第三控制电压。

【技术特征摘要】
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MOS容抗管； 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； 所述电流源电路，用于产生压控振荡器工作的电流；具体包括:第一 MOS管、第二 MOS管、第五电阻、第六电阻、第九电容和第十电容； 所述第一 MOS管的栅极连接接地的第九电容，所述栅极为反馈电路的第一反馈信号的输入端，第一 MOS管的源极接地； 所述第二 MOS管的栅极连接接地的第十电容，所述栅极为反馈电路的第二反馈信号的输入端，第二 MOS管的源极接地； 所述第一 MOS管的漏极与所述第二 MOS管的漏极相接，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一 MOS管的栅极，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二 MOS管的栅极，另一端连接第三控制电压。2.根据权利要求1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 MOS容抗管、`第二 MOS容抗管、第三电容、第四电容、第一电阻、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 MOS容抗管的栅极连接第三节点，漏极和源极短接在一起连接第一控制电压； 所述第二 MOS容抗管的栅极连接第四节点，漏极和源极短接在一起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第三节点，所述第四电容的两端分别连接所述第二节点和第四节点； 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1所述的低噪声压控振荡器，其特征在于，所述负阻电路包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志强，陈岚，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11