CN112165326A - 一种小型化集成谐振滤波电感的lc型压控振荡器 - Google Patents

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邓伟
贾海昆
池保勇
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Beijing Borui Microelectronics Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了属于通讯设备领域的一种小型化集成谐振滤波电感的LC型压控振荡器。该LC型压控振荡器包括LC可调电容振荡电路H1、MOS管阻容电路H2和MOS管M1、MOS管M2交叉耦合对管；谐振滤波电感L2与LC谐振腔中的电感L1在垂直放置的情况下处于正交耦合，使得耦合系数趋近于0；该LC型压控振荡器在几乎不增加额外面积的情况下实现了谐振滤波，通过消除掉交叉耦合对管给VCO电路的相位噪声性能带来的影响提升了振荡器的整体性能，实现小型化低相位噪声。

Description

一种小型化集成谐振滤波电感的LC型压控振荡器
技术领域
本发明属于通讯设备领域，特别涉及一种小型化集成谐振滤波电感的LC型压控振荡器。
背景技术
在差分平衡电路中，电流的奇次谐波总是在差分通路中流动，电流的偶次谐波总是在共模通路中流动。因而在LC-VCO中电流信号中的二次谐波分量将会经过变容管以及交差耦合的MOS对管到地，上面分析的尾电流源就表现为高阻抗来阻止电流的二次谐波分量经过差分MOS对管到地。这样的情况要求有个窄带的电路放入至源极共模点和尾电流管中间，这样做一是能够有效地防止尾电流管的噪声进入谐振回路中，二是又能够在提高源极共模点处的阻抗来防止谐振回路中电流信号的二次谐波部分到地。图1是一个传统的互补型全差分的LC压控振荡器。电感L1与电感L2相距比较远，没有耦合作用；电感L1和电容C的构成谐振电路，给共模点S1处提供一个高阻抗。不但能够有效地减弱尾电流管中的噪声上变频至VCO中的相位噪声，也能够有效地消除掉交叉耦合对管给VCO电路的相位噪声性能带来的不良影响。在申请号为201810039952.2的跨导线性化宽带LC型压控振荡器及可调电容阵列电路中，公开了-一种跨导线性化宽带LC型压控振荡器，包括PMOS管一、PMOS管二、三端差分电感一和偏置电路；但是，上述谐振滤波振荡器在提供优秀的相位噪声的同时也存在一个不足，那就是谐振滤波技术需要至少一个额外的电感(部分设计采用两个电感)，从而使得芯片面积大幅增大，成本随着也大幅上升。
发明内容
本发明的目的是提出一种小型化集成谐振滤波电感的LC型压控振荡器，其特征在于，LC型压控振荡器包括LC可调电容振荡电路H1、MOS管阻容电路H2和MOS管M1、MOS管M2交叉耦合对管，MOS管M1的栅极连接到MOS管M2的漏极，MOS管M2的栅极连接到MOS管M1的漏极；MOS管M1和MOS管M2的发射极连接在一起后和谐振滤波电感L2连接；谐振滤波电感L2与LC谐振腔中的电感L1在垂直放置的情况下处于正交耦合，使得耦合系数趋近于0；该LC型压控振荡器在几乎不增加额外面积的情况下实现了谐振滤波，通过消除掉交叉耦合对管给VCO电路的相位噪声性能带来的影响提升了振荡器的整体性能，实现小型化低相位噪声。
所述LC谐振电感L1采用8字型结构，谐振滤波电感L2与八字形的LC谐振电感L1的上下两个环路产生强度相等却方向相反的磁场，使其互相抵消，尽管LC谐振电感L1和谐振滤波电感L2处于重叠放置的情况下，两者之间的耦合系数趋近于0，从而不会影响各自的电感值和品质因素。
本发明的有益效果是本发明的谐振滤波电感与LC谐振腔中的电感在垂直放置的情况下处于正交耦合，使得耦合系数趋近于0。新型的LC型压控振荡器在几乎不增加额外面积的情况下实现了谐振滤波，通过消除掉交叉耦合对管给VCO电路的相位噪声性能带来的影响，提升了振荡器的整体性能，实现小型化和低相位噪声。
附图说明
图1为谐振滤波电感的LC型压控振荡器示意图。
图2为集成正交谐振滤波电感的LC型压控振荡器示意图。
图3为(a)8型电感和(b)正交耦合电感对。
图4：为振荡器的实际示意图。
具体实施方式
本发明提出一种小型化集成谐振滤波电感的LC型压控振荡器，下面结合附图予以说明，
图2所示为集成正交谐振滤波电感的LC型压控振荡器示意图。其中，LC型压控振荡器包括LC可调电容振荡电路H1、MOS管阻容电路H2和MOS管M1、MOS管M2交叉耦合对管，MOS管M1的栅极连接到MOS管M2的漏极，MOS管M2的栅极连接到MOS管M1的漏极；MOS管M1和MOS管M2的发射极连接在一起后和谐振滤波电感L2连接；谐振滤波电感L2与LC谐振腔中的电感L1在垂直放置的情况下处于正交耦合，使得耦合系数趋近于0；该LC型压控振荡器在几乎不增加额外面积的情况下实现了谐振滤波，通过消除掉交叉耦合对管给VCO电路的相位噪声性能带来的影响提升了振荡器的整体性能，实现小型化低相位噪声。
所述LC谐振电感L1采用8字型结构，如图3所示为(a)8型电感和(b)正交耦合电感对。图4所示为8型电感振荡器的实际示意图。其中谐振滤波电感L2与八字形的LC谐振电感L1的上下两个环路产生强度相等却方向相反的磁场，使其互相抵消。(如图2所示)，尽管LC谐振电感L1和谐振滤波电感L2处于重叠放置的情况下，两者之间的耦合系数趋近于0，从而不会影响各自的电感值和品质因素。

Claims (2)

1.一种小型化集成谐振滤波电感的LC型压控振荡器，其特征在于，LC型压控振荡器包括LC可调电容振荡电路H1、MOS管阻容电路H2和MOS管M1、MOS管M2交叉耦合对管；其中，MOS管M1的栅极连接到MOS管M2的漏极，MOS管M2的栅极连接到MOS管M1的漏极；MOS管M1和MOS管M2的发射极连接在一起后和谐振滤波电感L2连接；谐振滤波电感L2与LC谐振腔中的电感L1在垂直放置的情况下处于正交耦合，使得耦合系数趋近于0；该LC型压控振荡器在几乎不增加额外面积的情况下实现了谐振滤波，通过消除掉交叉耦合对管给VCO电路的相位噪声性能带来的影响提升了振荡器的整体性能，实现小型化低相位噪声。
2.根据权利要求1所述一种小型化集成谐振滤波电感的LC型压控振荡器，其特征在于，所述LC谐振电感L1采用8字型结构，谐振滤波电感L2与“8”字形的LC谐振电感L1的上下两个环路产生强度相等却方向相反的磁场，使其互相抵消，尽管LC谐振电感L1和谐振滤波电感L2处于重叠放置的情况下，两者之间的耦合系数趋近于0，从而不会影响各自的电感值和品质因素。
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