CN205566222U - 一种lc压控振荡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LC压控振荡器，通过使用等比例电阻分压阵列，将多组可变电容阵列偏置在不同的电压上，因此，每组可变电容与控制电压V_tune呈现不同的非线性关系，最后通过将多级可变电容阵列并联在LC谐振网络内，从而达到优化LC压控振荡器的输出频率和控制电压V_tune的线性度的目的。

Description

一种LC压控振荡器

技术领域

本实用新型涉及电子芯片技术领域，具体是一种应用于频率综合器中的LC压控振荡器。

背景技术

频率综合器本质上是一个非线性离散时间***，虽然在设计时为了降低***分析复杂度，通常将频率综合器在一定条件下简化为线性连续时间***进行分析，但是频率综合器***内各个模块内的非线性还是会导致输出频率的质量恶化，例如相噪恶化，出现杂散分量等等。LC压控振荡器是频率综合器最重要的模块，其输出信号的质量直接决定了整个频率综合器的输出信号的质量。LC压控振荡器的输出频率与控制电压的线性度是目前频率综合器设计中优化较小的部分，此线性度的恶化会导致频率综合器输出信号的杂散增多，尤其小数分频频率综合器对线性度的要求比整数分频频率综合器的要求更高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种LC压控振荡器，以克服现有技术中存在的缺陷。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种LC压控振荡器，它包含第一MOS管M₁、第二MOS管M₂、第三MOS管M₃、第四MOS管M₄、第五MOS管M₅、第一MIM电容C₁、第二MIM电容C₂、第三MIM电容C₃、第四MIM电容C₄、第五MIM电容C₅、第六MIM电容C₆、第七MIM电容C₇、第八MIM电容C₈、第一可变电容N₁、第二可变电容N₂、第三可变电容N₃、第四可变电容N₄、第五可变电容N₅、第六可变电容N₆、第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄、第五电阻R₅、第六电阻R₆、第七电阻R₇、第八电阻R₈、第九电阻R₉、第十电阻R₁₀、第十一电阻R₁₁、第十二电阻R₁₂、第十三电阻R₁₃、第一开关S₁、第一电感L₁，

其中：第一MOS管M₁和第二MOS管M₂的源极接地，第一MOS管M₁和第二MOS管M₂的栅极和漏极分别通过交叉耦合的方式与对方的漏极和栅极相连，且第一MOS管M₁的栅极连接V_outp，第二MOS管M₁的栅极连接V_outn；第三MOS管M₃和第四MOS管M₄的源极与第五MOS管M₅的漏极相连，第三MOS管M₃和第四MOS管M₄的栅极和漏极分别通过交叉耦合的方式与对方的漏极和栅极相连，且第三MOS管M₃的栅极连接V_outp，第四MOS管M₄的栅极连接V_outn；第五MOS管M₅的栅极接偏置电压V_bias，漏极接电源V_DD；

控制电压V_tune通过第二电阻R₂后与第一可变电容N₁和第二可变电容N₂的源漏极连接；

控制电压V_tune通过第五电阻R₅后与第三可变电容N₃和第四可变电容N₄的源漏极连接；

控制电压V_tune通过第八电阻R₈后与第五可变电容N₅和第六可变电容N₆的源漏极连接；

第一MIM电容C₁连接V_outn和第一可变电容N₁的栅极，第二MIM电容C₂连接V_outp和第二可变电容N₂的栅极，第三MIM电容C₃连接V_outn和第三可变电容N₃的栅极，第四MIM电容C₄连接V_outp和第四可变电容N₄的栅极，第五MIM电容C₅连接V_outn和第五可变电容N₅的栅极，第六MIM电容C₆连接V_outp和第六可变电容N₆的栅极，第七MIM电容C₇连接V_outn和第一开关S₁的一端，第八MIM电容C₈连接V_outp和第一开关S₁的另一端；第一电感L₁的两端分别连接V_outn和V_outp；

第十电阻R₁₀、第十一电阻R₁₁、第十二电阻R₁₂和第十三电阻R₁₃依次串联组成电阻分压网络；

第十电阻R₁₀的一端接电压V_refh，第十电阻R₁₀的另一端接第十一电阻R₁₁的一端，第十电阻R₁₀的另一端还通过第一电阻R₁连接第一可变电容N₁的栅极，第十电阻R₁₀的另一端还通过第三电阻R₃连接第二可变电容N₂的栅极；

第十一电阻R₁₁的另一端接第十二电阻R₁₂的一端，第十一电阻R₁₁的另一端还通过第四电阻R₄连接第三可变电容N₃栅极，第十一电阻R₁₁的另一端还通过第六电阻R₆连接第四可变电容N₄的栅极；

第十二电阻R₁₂的另一端接第十三电阻R₁₃的一端，第十二电阻R₁₂的另一端还通过第七电阻R₇连接第五可变电容N₅栅极，第十二电阻R₁₂的另一端还通过第九电阻R₉连接第六可变电容N₆的栅极，第十三电阻R₁₃的另一端接电压V_refl。

本实用新型的有益效果：

在传统LC压控振荡器中，控制电压只通过控制一组可变电容来改变LC压控振荡器的输出频率。在当前主流的CMOS工艺中，可变电容一般是由在N阱中的NMOS管制成，由于器件的物理特性限制，其线性度较差。本实用新型通过使多组可变电容阵列，将每组可变电容分别偏置在不同的电压上，并通过与MIM电容串联的方式将多组可变电容阵列并联起来，从而达到优化LC压控振荡器的输出频率和控制电压的线性度的目的。

附图说明

图1是本实用新型LC压控振荡器的电路图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步描述。

一种LC压控振荡器，它包含第一MOS管M₁、第二MOS管M₂、第三MOS管M₃、第四MOS管M₄、第五MOS管M₅、第一MIM电容C₁、第二MIM电容C₂、第三MIM电容C₃、第四MIM电容C₄、第五MIM电容C₅、第六MIM电容C₆、第七MIM电容C₇、第八MIM电容C₈、第一可变电容N₁、第二可变电容N₂、第三可变电容N₃、第四可变电容N₄、第五可变电容N₅、第六可变电容N₆、第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄、第五电阻R₅、第六电阻R₆、第七电阻R₇、第八电阻R₈、第九电阻R₉、第十电阻R₁₀、第十一电阻R₁₁、第十二电阻R₁₂、第十三电阻R₁₃、第一开关S₁、第一电感L₁，

其中：第一MOS管M₁和第二MOS管M₂的源极接地，第一MOS管M₁和第二MOS管M₂的栅极和漏极分别通过交叉耦合的方式与对方的漏极和栅极相连，且第一MOS管M₁的栅极连接V_outp，第二MOS管M₁的栅极连接V_outn；第三MOS管M₃和第四MOS管M₄的源极与第五MOS管M₅的漏极相连，第三MOS管M₃和第四MOS管M₄的栅极和漏极分别通过交叉耦合的方式与对方的漏极和栅极相连，且第三MOS管M₃的栅极连接V_outp，第四MOS管M₄的栅极连接V_outn；第五MOS管M₅的栅极接偏置电压V_bias，漏极接电源V_DD；

控制电压V_tune通过第二电阻R₂后与第一可变电容N₁和第二可变电容N₂的源漏极连接；

控制电压V_tune通过第五电阻R₅后与第三可变电容N₃和第四可变电容N₄的源漏极连接；

控制电压V_tune通过第八电阻R₈后与第五可变电容N₅和第六可变电容N₆的源漏极连接；

第一MIM电容C₁连接V_outn和第一可变电容N₁的栅极，第二MIM电容C₂连接V_outp和第二可变电容N₂的栅极，第三MIM电容C₃连接V_outn和第三可变电容N₃的栅极，第四MIM电容C₄连接V_outp和第四可变电容N₄的栅极，第五MIM电容C₅连接V_outn和第五可变电容N₅的栅极，第六MIM电容C₆连接V_outp和第六可变电容N₆的栅极，第七MIM电容C₇连接V_outn和第一开关S₁的一端，第八MIM电容C₈连接V_outp和第一开关S₁的另一端；第一电感L₁的两端分别连接V_outn和V_outp；

第十电阻R₁₀、第十一电阻R₁₁、第十二电阻R₁₂和第十三电阻R₁₃依次串联组成电阻分压网络；

第十电阻R₁₀的一端接电压V_refh，第十电阻R₁₀的另一端接第十一电阻R₁₁的一端，第十电阻R₁₀的另一端还通过第一电阻R₁连接第一可变电容N₁的栅极，第十电阻R₁₀的另一端还通过第三电阻R₃连接第二可变电容N₂的栅极；

第十一电阻R₁₁的另一端接第十二电阻R₁₂的一端，第十一电阻R₁₁的另一端还通过第四电阻R₄连接第三可变电容N₃栅极，第十一电阻R₁₁的另一端还通过第六电阻R₆连接第四可变电容N₄的栅极；

第十二电阻R₁₂的另一端接第十三电阻R₁₃的一端，第十二电阻R₁₂的另一端还通过第七电阻R₇连接第五可变电容N₅栅极，第十二电阻R₁₂的另一端还通过第九电阻R₉连接第六可变电容N₆的栅极，第十三电阻R₁₃的另一端接电压V_refl。

由MIM电容C₁～C₆、可变电容N₁～N₆和电阻R₁～R₁₃组成的可变电容阵列是本实用新型与传统结构的最大区别。本实用新型通过使用等比例电阻分压阵列，将多组可变电容阵列偏置在不同的电压上，因此，每组可变电容与控制电压V_tune呈现不同的非线性关系，最后通过将多级可变电容阵列并联在LC谐振网络内，从而达到优化LC压控振荡器的输出频率和控制电压V_tune的线性度的目的。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (1)

1.一种LC压控振荡器，其特征在于它包含第一MOS管M₁、第二MOS管M₂、第三MOS管M₃、第四MOS管M₄、第五MOS管M₅、第一MIM电容C₁、第二MIM电容C₂、第三MIM电容C₃、第四MIM电容C₄、第五MIM电容C₅、第六MIM电容C₆、第七MIM电容C₇、第八MIM电容C₈、第一可变电容N₁、第二可变电容N₂、第三可变电容N₃、第四可变电容N₄、第五可变电容N₅、第六可变电容N₆、第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄、第五电阻R₅、第六电阻R₆、第七电阻R₇、第八电阻R₈、第九电阻R₉、第十电阻R₁₀、第十一电阻R₁₁、第十二电阻R₁₂、第十三电阻R₁₃、第一开关S₁、第一电感L₁，

其中：第一MOS管M₁和第二MOS管M₂的源极接地，第一MOS管M₁和第二MOS管M₂的栅极和漏极分别通过交叉耦合的方式与对方的漏极和栅极相连，且第一MOS管M₁的栅极连接V_outp，第二MOS管M₁的栅极连接V_outn；第三MOS管M₃和第四MOS管M₄的源极与第五MOS管M₅的漏极相连，第三MOS管M₃和第四MOS管M₄的栅极和漏极分别通过交叉耦合的方式与对方的漏极和栅极相连，且第三MOS管M₃的栅极连接V_outp，第四MOS管M₄的栅极连接V_outn；第五MOS管M₅的栅极接偏置电压V_bias，漏极接电源V_DD；

控制电压V_tune通过第二电阻R₂后与第一可变电容N₁和第二可变电容N₂的源漏极连接；

控制电压V_tune通过第五电阻R₅后与第三可变电容N₃和第四可变电容N₄的源漏极连接；

控制电压V_tune通过第八电阻R₈后与第五可变电容N₅和第六可变电容N₆的源漏极连接；

第一MIM电容C₁连接V_outn和第一可变电容N₁的栅极，第二MIM电容C₂连接V_outp和第二可变电容N₂的栅极，第三MIM电容C₃连接V_outn和第三可变电容N₃的栅极，第四MIM电容C₄连接V_outp和第四可变电容N₄的栅极，第五MIM电容C₅连接V_outn和第五可变电容N₅的栅极，第六MIM电容C₆连接V_outp和第六可变电容N₆的栅极，第七MIM电容C₇连接V_outn和第一开关S₁的一端，第八MIM电容C₈连接V_outp和第一开关S₁的另一端；第一电感L₁的两端分别连接V_outn和V_outp；

第十电阻R₁₀、第十一电阻R₁₁、第十二电阻R₁₂和第十三电阻R₁₃依次串联组成电阻分压网络；

第十电阻R₁₀的一端接电压V_refh，第十电阻R₁₀的另一端接第十一电阻R₁₁的一端，第十电阻R₁₀的另一端还通过第一电阻R₁连接第一可变电容N₁的栅极，第十电阻R₁₀的另一端还通过第三电阻R₃连接第二可变电容N₂的栅极；

第十一电阻R₁₁的另一端接第十二电阻R₁₂的一端，第十一电阻R₁₁的另一端还通过第四电阻R₄连接第三可变电容N₃栅极，第十一电阻R₁₁的另一端还通过第六电阻R₆连接第四可变电容N₄的栅极；

第十二电阻R₁₂的另一端接第十三电阻R₁₃的一端，第十二电阻R₁₂的另一端还通过第七电阻R₇连接第五可变电容N₅栅极，第十二电阻R₁₂的另一端还通过第九电阻R₉连接第六可变电容N₆的栅极，第十三电阻R₁₃的另一端接电压V_refl。