專利名稱：降低載波附近相位噪聲的電感電容壓控振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電感電容壓控振蕩器，屬于壓控振蕩器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
壓控振蕩器是產(chǎn)生輸出信號頻率隨輸入電壓變化的裝置，它是鎖相環(huán)的重要組成 部分，通過鎖相環(huán)的環(huán)路反饋控制產(chǎn)生輸出頻率穩(wěn)定的信號，為數(shù)字電路提供參考時鐘，或 者為無線收發(fā)機(jī)提供本征信號。壓控振蕩器的相位噪聲直接決定鎖相環(huán)輸出信號的相位噪 聲性能，用于無線收發(fā)機(jī)中，其直接決定了接收信號質(zhì)量的好壞。壓控振蕩器可以分為環(huán)形壓控振蕩器和電感電容壓控振蕩器，環(huán)形壓控振蕩器由 反相器鏈構(gòu)成，電感電容壓控振蕩器由電感電容諧振回路和負(fù)阻產(chǎn)生電路組成。由于電感 電容壓控振蕩器中的電感電容諧振回路具有濾波效果，其相位噪聲性能遠(yuǎn)優(yōu)于環(huán)形壓控振 蕩器，因而廣泛應(yīng)用于無線收發(fā)機(jī)，作為本振信號產(chǎn)生器。電感電容壓控振蕩器的負(fù)阻產(chǎn)生電路用于補(bǔ)償電感電容諧振回路的損耗，維持振 蕩，由于交叉耦合管對采用差分結(jié)構(gòu)，具有良好的共模抑制效果，經(jīng)常用于作為負(fù)阻產(chǎn)生電 路；互補(bǔ)的PM0S、NM0S交叉耦合管對，由于采用了電流復(fù)用技術(shù)，相對于單獨的NMOS交叉耦 合管對或者PMOS交叉耦合管對在功耗方面更有優(yōu)勢，并且輸出波形具有更好的對稱性，易 于與后級的電路級聯(lián)，在電感電容壓控振蕩器中得到了廣泛使用。附圖1所示的采用互補(bǔ) 的PMOS、NMOS交叉耦合管對作為負(fù)阻產(chǎn)生電路的電感電容壓控振蕩器稱為互補(bǔ)交叉耦合 電感電容壓控振蕩器。互補(bǔ)交叉耦合電感電容壓控振蕩器中近載波的相位噪聲主要由互補(bǔ)交叉耦合管 對中的閃爍噪聲上變頻產(chǎn)生，為了減小交叉耦合管對的寄生電容對壓控振蕩器輸出頻率 范圍的影響，通常電感電容壓控振蕩器中的交叉耦合管對的溝道長度取為工藝允許的最 小值，即工藝特征尺寸，而MOS管的閃爍噪聲與其溝道長度成反比。隨著集成電路工藝特 征尺寸的不斷縮小，電感電容壓控振蕩器的交叉耦合管的本征閃爍噪聲增大，導(dǎo)致近載波 相位噪聲性能不斷惡化，在一些對壓控振蕩器相位噪聲性能要求比較苛刻的場合，如GSM、 DCS1800等通信系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)中，傳統(tǒng)的電感電容壓控振蕩器很難滿足相位噪聲性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種降低載波 附近相位噪聲的電感電容壓控振蕩器。技術(shù)方案為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種降低載波附近相 位噪聲的電感電容壓控振蕩器，包括NMOS管匪1和匪2、PM0S管PMl和PM2、諧振回路、電源 VDD ；所述NMOS管匪1的源極接地，匪1的漏極接PMOS管PMl的漏極，匪1的柵極接諧振回 路的第二輸入端；所述NMOS管匪2的源極接地，匪2的漏極接PMOS管PM2的漏極，匪2的 柵極接諧振回路的第一輸入端；所述PMOS管PMl的源極接電源VDD，PMl的漏極接匪1的漏 極，PMl的柵極接諧振回路的第二輸入端；所述PMOS管PM2的源極接電源VDD，PM2的漏極接匪2的漏極，PM2的柵極接諧振回路的第一輸入端；還包括電阻Rl和R2 ；所述電阻Rl的 第一輸入端分別接匪1的漏極和PMl的漏極，Rl的第二輸入端分別接PM2的柵極、匪2的柵 極和諧振回路的第一輸入端；所述電阻R2的第一輸入端分別接匪2的漏極和PM2的漏極， R2的第二輸入端分別接PMl的柵極、匪1的柵極和諧振回路的第二輸入端。有益效果本發(fā)明通過在傳統(tǒng)電感電容壓控振蕩器中的合適位置插入電阻，減小 了交叉耦合管對中的閃爍噪聲對壓控振蕩器輸出頻率的調(diào)制作用，使得交叉耦合管中的閃 爍噪聲上變頻為相位噪聲的增益減小，降低了壓控振蕩器中的近載波相位噪聲，同時插入 的電阻對振蕩器的起振、遠(yuǎn)離載波的相位噪聲和功耗等性能沒有影響，具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計 難度低、實用性強(qiáng)等優(yōu)點。


圖1是傳統(tǒng)電感電容壓控振蕩器電路圖；圖2是本發(fā)明電感電容壓控振蕩器電路圖；圖3是典型的壓控振蕩器諧振回路電路圖；圖4是傳統(tǒng)電感電容壓控振蕩器和本發(fā)明電感電容壓控振蕩器工作在3. 2GHz時 的輸出信號相位噪聲圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各 種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。如圖2所示，NMOS管匪1的源極接地，匪1的漏極接PMOS管PMl的漏極，并輸出正 振蕩電壓信號(VCOP)，匪1的柵極接諧振回路的第二輸入端；匪OS管匪2的源極接地，匪2 的漏極接PMOS管PM2的漏極，并輸出負(fù)振蕩電壓信號(vcon)，匪2的柵極接諧振回路的第 一輸入端；PMOS管PMl的源極接電源VDD，PMl的漏極接匪1的漏極，PMl的柵極接諧振回 路的第二輸入端；PMOS管PM2的源極接電源VDD，PM2的漏極接匪2的漏極，PM2的柵極接 諧振回路的第一輸入端；電阻Rl的第一輸入端分別接匪1的漏極和PMl的漏極，Rl的第二 輸入端分別接PM2的柵極、匪2的柵極和諧振回路的第一輸入端；電阻R2的第一輸入端分 別接匪2的漏極和PM2的漏極，R2的第二輸入端分別接PMl的柵極、匪1的柵極和諧振回路 的第二輸入端。如圖3所示，諧振回路電容C的第一輸入端分別與諧振回路電感的第一輸入端、諧 振回路變?nèi)莨蹸vl的第一輸入端相連接，并作為諧振回路的第一輸入端(ρ)；諧振回路電容 C的第二輸入端分別與諧振回路電感的第二輸入端、諧振回路變?nèi)莨蹸v2的第一輸入端相 連接，并作為諧振回路的第二輸入端(η)；諧振回路變?nèi)莨蹸vl的第二輸入端與諧振回路變 容管Cv2的第二輸入端相連接，并作為控制電壓Vctrl的輸入端。如圖4所示，本發(fā)明降低載波附近相位噪聲的電感電容壓控振蕩器在頻偏I(xiàn)OOKHz 處的相位噪聲較傳統(tǒng)電感電容壓控振蕩器低9dB，在頻偏I(xiàn)OMHz處的相位噪聲與統(tǒng)電感電 容壓控振蕩器基本相同?？梢娝l(fā)明的電感電容壓控振蕩器極大的提高了近載波相位噪聲 性能，并且所加的電阻值為幾十歐姆，所占用的芯片面積基本可以忽略，硬件復(fù)雜度低。
權(quán)利要求
1. 一種降低載波附近相位噪聲的電感電容壓控振蕩器，包括NMOS管匪1和匪2、PMOS 管PMl和PM2、諧振回路、電源VDD ；所述匪OS管匪1的源極接地，匪1的漏極接PMOS管PMl 的漏極，匪1的柵極接諧振回路的第二輸入端；所述NMOS管匪2的源極接地，匪2的漏極接 PMOS管PM2的漏極，匪2的柵極接諧振回路的第一輸入端；所述PMOS管PMl的源極接電源 VDD, PMl的漏極接匪1的漏極，PMl的柵極接諧振回路的第二輸入端；所述PMOS管PM2的 源極接電源VDD，PM2的漏極接匪2的漏極，PM2的柵極接諧振回路的第一輸入端；其特征在 于還包括電阻Rl和R2 ；所述電阻Rl的第一輸入端分別接匪1的漏極和PMl的漏極，Rl的 第二輸入端分別接PM2的柵極、匪2的柵極和諧振回路的第一輸入端；所述電阻R2的第一 輸入端分別接匪2的漏極和PM2的漏極，R2的第二輸入端分別接PMl的柵極、匪1的柵極和 諧振回路的第二輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低載波附近相位噪聲的電感電容壓控振蕩器，該壓控振蕩器通過在諧振回路兩端和壓控振蕩器輸出端插入電阻R1、R2，減小了交叉耦合管對PM1和PM2、NM1和NM2中閃爍噪聲對壓控振蕩器輸出頻率的調(diào)制作用，即減小了交叉耦合管中的閃爍噪聲上變頻為相位噪聲的增益，達(dá)到降低壓控振蕩器近載波相位噪聲的目的。
文檔編號H03L7/099GK102142837SQ20101059618
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者吉新村, 吳建輝, 吳秀龍, 張萌, 朱賈峰, 李紅, 王子軒, 陳超, 黃福青 申請人:東南大學(xué)