專利名稱：集成壓控振蕩器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路設(shè)計(jì)，且更明確地說，涉及壓控振蕩器(VCO)電路的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)的通信收發(fā)器中，本機(jī)振蕩器(LO)產(chǎn)生具有預(yù)定頻率以與發(fā)射信號及/或接收信號混頻的信號。LO設(shè)計(jì)可包括壓控振蕩器(VC0)，所述壓控振蕩器(VCO) 耦合到用以對VCO輸出的頻率進(jìn)行分頻的分頻器電路。LO輸出可耦合到混頻器，所述混頻器對VCO輸出信號與另一信號進(jìn)行混頻，以產(chǎn)生具有經(jīng)上變頻轉(zhuǎn)換或下變頻轉(zhuǎn)換的頻率的信號。在VCO輸出與分頻器或混頻器之間可提供VCO緩沖器以使VCO輸出與后續(xù)負(fù)載隔離。在LO輸出處產(chǎn)生的容許的帶內(nèi)與帶外相位噪聲通常具有嚴(yán)格要求。舉例來說，在 GSM及CDMA通信系統(tǒng)中，在給定功率預(yù)算下可能難以滿足帶外相位噪聲要求。LO輸出的遠(yuǎn)偏移(far-offset)相位噪聲通常受控于VCO緩沖器及分頻器的貢獻(xiàn)。通過適當(dāng)?shù)碾娐吩O(shè)計(jì)，可去除VCO緩沖器；然而，分頻器仍可能促成相當(dāng)大的相位噪聲。分頻器相位噪聲的減少通常僅通過消耗大量電力來實(shí)現(xiàn)。類似地，提供作為單獨(dú)電路塊的VCO與混頻器也可消耗相當(dāng)大的電力。通過集成VCO與分頻器或混頻器的功能性來減少電力消耗，同時使LO輸出的近偏移及遠(yuǎn)偏移相位噪聲均最小化將是合乎需要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供一種包含耦合到混頻器的壓控振蕩器(VCO)的設(shè)備，所述 VCO包含第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加DC偏壓；第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓；至少一個柵極電感，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極； 所述混頻器包含分別耦合到第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述混頻器經(jīng)配置以由第一及第二偏壓電流來加偏壓。本發(fā)明的另一方面提供一種包含耦合到分頻器電路的壓控振蕩器(VCO)的設(shè)備， 所述VCO包含第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加DC偏壓；第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓；至少一個柵極電感，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；所述分頻器電路包含分別耦合到第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述分頻器經(jīng)配置以由第一及第二偏壓電流來加偏壓。
本發(fā)明的又一方面提供一種產(chǎn)生經(jīng)混頻信號的方法，所述方法包含使用第一偏壓電流來對第一晶體管加DC偏壓；使用第二偏壓電流來對第二晶體管加DC偏壓；使用至少一個柵極電感來將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；將第一漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到第一晶體管的漏極；將第二漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到第二晶體管的漏極；選擇將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極的可變電容元件的電容；使用混頻器將流入第一及第二漏極電感中的差分電流與另一信號混頻，以產(chǎn)生至少一個經(jīng)混頻信號；以及使用第一及第二偏壓電流來對所述混頻器加偏壓。 本發(fā)明的又一方面提供一種產(chǎn)生分頻信號的方法，所述方法包含使用第一偏壓電流來對第一晶體管加DC偏壓；使用第二偏壓電流來對第二晶體管加DC偏壓；使用至少一個柵極電感來將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；將第一漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到第一晶體管的漏極；將第二漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到第二晶體管的漏極；選擇將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極的可變電容元件的電容；使用分頻器對流入第一及第二漏極電感中的所述差分電流的頻率進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生至少一個分頻信號；以及使用第一及第二偏壓電流來對所述分頻器加偏壓。本發(fā)明的又一方面提供一種設(shè)備，其包含壓控振蕩器(VCO)裝置，其用于產(chǎn)生具有壓控頻率的差分VCO輸出電流，所述VCO經(jīng)配置以由至少一個偏壓電流來加偏壓；以及混頻器裝置，其用于對VCO輸出電流與另一信號進(jìn)行混頻，其中所述混頻器裝置經(jīng)配置以與所述VCO裝置共享所述至少一個偏壓電流。本發(fā)明的又一方面提供一種設(shè)備，其包含壓控振蕩器(VCO)裝置，其用于產(chǎn)生具有壓控頻率的差分VCO輸出電流，所述VCO經(jīng)配置以由至少一個偏壓電流來加偏壓；以及分頻器裝置，其用于對VCO輸出信號的頻率進(jìn)行分頻，其中所述分頻器裝置經(jīng)配置以與所述 VCO裝置共享所述至少一個偏壓電流。本發(fā)明的又一方面提供一種用于無線通信的裝置，所述裝置包含TX LO信號產(chǎn)生器、至少一個基帶TX放大器、耦合到所述TX LO信號產(chǎn)生器及所述至少一個基帶TX放大器的上變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述上變頻轉(zhuǎn)換器的輸出的TX濾波器、耦合到所述TX濾波器的功率放大器(PA)、RX LO信號產(chǎn)生器、RX濾波器、耦合到所述RX LO信號產(chǎn)生器及所述RX濾波器的下變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述RX濾波器的低噪聲放大器(LNA)，以及耦合到所述PA及所述LNA的雙工器，所述TX LO信號產(chǎn)生器及所述RXLO信號產(chǎn)生器中的至少一者包含耦合到分頻器的壓控振蕩器(VC0)，所述VCO包含第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加 DC偏壓；第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓；至少一個柵極電感，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感， 所述第一漏極電感耦合到第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；所述分頻器，其包含分別耦合到第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述分頻器經(jīng)配置以由第一偏壓電流及第二偏壓電流來加偏壓。本發(fā)明的又一方面提供一種用于無線通信的裝置，所述裝置包含TX LO信號產(chǎn)生器、至少一個基帶TX放大器、耦合到所述TX LO信號產(chǎn)生器及所述至少一個基帶TX放大器的上變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述上變頻轉(zhuǎn)換器的輸出的TX濾波器、耦合到所述TX濾波器的功率放大器(PA)、RX LO信號產(chǎn)生器、RX濾波器、耦合到所述RX LO信號產(chǎn)生器及所述RX濾波器的下變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述RX濾波器的低噪聲放大器(LNA)，以及耦合到所述PA及所述LNA的雙工器，所述TX LO信號產(chǎn)生器及所述上變頻轉(zhuǎn)換器包含耦合到混頻器的壓控振蕩器(VC0)，所述VCO包含第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加DC偏壓；第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓；至少一個柵極電感，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；所述混頻器包含分別耦合到第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述混頻器經(jīng)配置以由第一及第二偏壓電流來加偏壓。本發(fā)明的又一方面提供一種用于無線通信的裝置，所述裝置包含TX LO信號產(chǎn)生器、至少一個基帶TX放大器、耦合到所述TX LO信號產(chǎn)生器及所述至少一個基帶TX放大器的上變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述上變頻轉(zhuǎn)換器的輸出的TX濾波器、耦合到所述TX濾波器的功率放大器(PA)、RX LO信號產(chǎn)生器、RX濾波器、耦合到所述RX LO信號產(chǎn)生器及所述RX濾波器的下變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述RX濾波器的低噪聲放大器(LNA)，以及耦合到所述PA及所述LNA的雙工器，所述RX LO信號產(chǎn)生器及所述下變頻轉(zhuǎn)換器包含耦合到混頻器的壓控振蕩器(VC0)，所述VCO包含第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加DC偏壓；第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓；至少一個柵極電感，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將第一晶體管的柵極耦合到第二晶體管的柵極；所述混頻器包含分別耦合到第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述混頻器經(jīng)配置以由第一及第二偏壓電流來加偏壓。


圖1說明利用壓控振蕩器(VCO)的本機(jī)振蕩器(LO)產(chǎn)生器的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案；圖IA說明利用VCO及混頻器的LO的另一現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案；圖IB說明作為下變頻轉(zhuǎn)換電路的一部分的耦合到混頻器的VCO的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施
方案；圖IC說明作為上變頻轉(zhuǎn)換電路的一部分的耦合到混頻器的VCO的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施
方案；圖2說明LO的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案，其中VCO耦合到二分頻電路(divide-by-two circuit)；圖3說明LO的替代現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案，其中VCO耦合到混頻器電路；圖4說明根據(jù)本發(fā)明的LO的示范性實(shí)施例；圖5說明LO的示范性實(shí)施例，其中明確展示示范性二分頻電路；圖6進(jìn)一步說明替代示范性實(shí)施例，其中VCO耦合到使用與圖3的混頻器的設(shè)計(jì)類似的設(shè)計(jì)的混頻器；以及
圖7及圖7A說明根據(jù)本發(fā)明的示范性方法。圖8展示可 實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)的無線通信裝置的設(shè)計(jì)的框圖。
具體實(shí)施例方式下文結(jié)合附圖而陳述的詳細(xì)描述意在作為對本發(fā)明的示范性實(shí)施例的描述，且無意表示可實(shí)踐本發(fā)明的僅有示范性實(shí)施例。貫穿此描述所使用的術(shù)語“示范性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，且未必應(yīng)被解釋為比其它示范性實(shí)施例優(yōu)選或有利。所述詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以用于提供對本發(fā)明的示范性實(shí)施例的全面理解。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可在無這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在一些情況下，以框圖形式展示眾所周知的結(jié)構(gòu)及裝置，以避免模糊本文中所呈現(xiàn)的示范性實(shí)施例的新穎性。圖1說明利用壓控振蕩器(VCO) 105的本機(jī)振蕩器(LO) 100的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案。 在圖1中，VCO 105產(chǎn)生具有頻率f_VC0的輸出信號。VCO輸出信號耦合到二分頻電路110， 其使VCO輸出的頻率除以因子二。二分頻電路110可后接另一個二分頻電路120，以產(chǎn)生具有頻率f_VC0/4的輸出信號。注意，在替代示范性實(shí)施例(未圖示)中，可省略第二個二分頻電路120，且可在VCO 105之后提供任何數(shù)目個二分頻或任何其它分頻器電路，以相應(yīng)地調(diào)整VCO頻率。圖IA說明利用VCO 135及混頻器150的LO 130的另一現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案。在圖 IA中，VCO 135的輸出信號耦合到二分頻電路140。使用混頻器150對二分頻電路140的輸出與VCO 135的輸出信號進(jìn)行混頻，并使用帶通濾波器(BPF) 160對其進(jìn)行帶通濾波。BPF 160的輸出具有頻率f_VC0*3/2。上述現(xiàn)有技術(shù)方案使用耦合到分頻器及/或混頻器的VCO來產(chǎn)生LO信號，且適用于減少由LO泄漏所引起的VCO下拉及干擾。此外，后接二分頻電路的VCO可提供比其它現(xiàn)有技術(shù)LO信號產(chǎn)生方案(例如，直接使用正交VCO的方案，或后接多相位濾波器的VC0)精確的正交LO信號。圖IB說明作為下變頻轉(zhuǎn)換電路180的一部分的耦合到混頻器182的VCO 185的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案。在圖IB中，使用混頻器182對RF信號與VCO輸出進(jìn)行混頻，且混頻器輸出由BPF 184進(jìn)行帶通濾波以產(chǎn)生經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的信號。圖IC說明作為上變頻轉(zhuǎn)換電路190的一部分的耦合到混頻器192的VCO 195的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案。在圖IC中，使用混頻器192對基帶信號與VCO輸出進(jìn)行混頻，且混頻器輸出由BPF 194進(jìn)行帶通濾波以產(chǎn)生經(jīng)上變頻轉(zhuǎn)換的信號。圖2說明LO 200的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案，其中VCO 210耦合到二分頻電路220。 為獲得LO 200的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，見(例如)京奎·帕克(Kyimg-Gyu Park)等人的“用于正交LO產(chǎn)生的電流再用VCO和二分分頻器(Current Reusing VCO and Divide-by-Two Frequency Divider for Quadrature LO Generation)，，， IEEE 微波與無線組件短文期干 Ij (IEEE Microwave and Wireless Components Letters)，第 413 至Ij 415 頁，2008 年 6 月。在圖2中，VCO 210包括耦合到LC槽路(包括電容器CBank、Cl、C2、C3、C4及電感器L1、L2)的交叉耦合的NMOS對267、268。也可將Li、L2視作由DC電源電壓VDD在中心分接的單個電感器。CBank可包括一組可切換電容器(未圖示)用于粗調(diào)槽路共振頻率，而Cl、 C2可為電容由精細(xì)控制電壓Vtune控制的變?nèi)萜?。變?nèi)萜鰿l、C2可進(jìn)一步由電壓Vbias加偏壓。在VCO 210的操作期間，LC槽路有效地與由交叉耦合的NMOS對沈7、268形成的負(fù)電阻并聯(lián)耦合。這導(dǎo)致在槽路共振頻率下跨越LC槽路產(chǎn)生差分振蕩信號。注意，在AC操作期間，267、268的源極經(jīng)由電容器Cac耦合到接地。在圖2中，VCO振蕩信號的差分端經(jīng)由耦合電容器C5及C6而耦合到分頻器電路 220。差分VCO振蕩信號的一端耦合到晶體管251、2M的柵極，而另一端耦合到晶體管252、 253的柵極。差分VCO振蕩信號選擇性地調(diào)制流經(jīng)251到254的電流。經(jīng)調(diào)制的電流又耦合到晶體管255到沈2，所述晶體管經(jīng)配置而以所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所眾所周知的方式將所述經(jīng)調(diào)制電流的頻率除以二。對于二分頻電路220的輸出，晶體管255到262產(chǎn)生跨越節(jié)點(diǎn)VIl及VI2的差分同相電壓，及跨越節(jié)點(diǎn)VQl及VQ2的差分正交電壓，兩者頻率均為流經(jīng)251到254的差分電流的一半。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，現(xiàn)有技術(shù)LO 200的一個缺點(diǎn)在于DC電源電壓VDD 與接地之間存在相對較大數(shù)目的串聯(lián)堆疊的電路元件，包括交叉耦合的晶體管對267 J68。 這些元件增加了所需的電源電壓VDD。此外，看到電容器CAC、C5、C6執(zhí)行交流耦合功能，且可能因此消耗集成電路上的相當(dāng)大的裸片面積。圖3說明電路300的替代現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方案，其中VCO 310耦合到混頻器320。 為獲得LO 300的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，見(例如)吐?lián)?王(To-Po Wang)等人的“0. 18 μ m CMOS 技術(shù)中的低功率振蕩器混頻器(A Low-Power Oscillator Mixer in 0. 18-μ m CMOS Technology)，，，IEEE微波理論與技術(shù) 干 Ι (IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques)，第 88 到 95 頁，2006 年 1 月。在圖3中，VCO 310也包括交叉耦合的NMOS對；355、；356，以及由電容器Cl、C2及電感器L1、L2(其也可視作由DC電壓VDD2在中心分接的單個電感器)形成的LC槽路。在 VCO 310中，流經(jīng)NMOS對355、356的差分電流I1-I2含有以槽路共振頻率振蕩的分量。電流Il及12進(jìn)一步耦合到混頻器320的晶體管351到354，混頻器320經(jīng)配置而以所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所眾所周知的的方式對差分電流11-12與差分電壓Vkfi-Vkf2進(jìn)行混頻?；祛l的輸出提供作為差分電壓v。utl-v。ut2。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，電路300的一個缺點(diǎn)在于，其需要至少三個DC偏壓 VDD1、VDD2及VG，其可共同地增加電路中存在的噪聲的電平。此外，由于混頻器320的晶體管351到354的源極直接耦合到VCO 310的LC槽路，因此由351至3M產(chǎn)生的任何噪聲也可直接耦合到LC槽路，從而不利地影響VCO的相位-噪聲性能。圖4說明根據(jù)本發(fā)明的電路400的示范性實(shí)施例，其中VCO 410電流耦合到混頻器或分頻器420。在圖4中，VCO 410利用基于變壓器的設(shè)計(jì)，其中電感器L2與L3相互以所示定向以磁性方式耦合，且電感器Ll與L4類似地相互耦合。在示范性實(shí)施例中，電感器 L3與L4可實(shí)施為單個線圈，本文中也表示為初級線圈，其中電壓Vbias從所述初級線圈上的適當(dāng)點(diǎn)(例如，中心)分接。電感器Ll及L2在本文中也表示為次級線圈。LC槽路可變電容(變?nèi)萜?Cl及C2耦合到451及452的柵極，且另一可切換電容器組(未圖示)也可在451及452的柵極處提供。電壓Vtune可經(jīng)由電阻Rtune調(diào)整Cl及C2的電容以控制槽路共振頻率。在VCO 410的操作期間，電流Il及12含有對晶體管451及452加偏壓的DC分量， 以及以槽路共振頻率振蕩的AC分量。Il及12耦合到混頻器或分頻器420，其中差分電流11-12含有VCO 410的輸出信號。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，電路400提供某些設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。舉例來說，使用用以對VCO 410的晶體管加偏壓的相同DC電流來對混頻器或分頻器420加偏壓，且因此電路 400得 益于“電流再用”而減少功率消耗。此外，由于混頻器或分頻器420經(jīng)由電感器Ll 及L2(其理論上消耗零DC電壓降)耦合到晶體管451、452的漏極，因此VCO 410消耗來自電源電壓VDD的最小電壓動態(tài)余量(voltage headroom)。此外，放置在451、452的柵極處的LC槽路元件Cl、C2、L3、L4與混頻器或分頻器420隔離，所述混頻器或分頻器420的輸入端子放置在451、452的漏極處。組合來說，這些優(yōu)點(diǎn)未在現(xiàn)有技術(shù)電路200或300中發(fā)現(xiàn)。注意，前面列舉的優(yōu)點(diǎn)僅出于說明性目的而給出，且無意將本發(fā)明的范圍限于明確展現(xiàn)所描述優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，電感器L1、L2可為質(zhì)量因子相對較低(低Q)的電感器，且因此可保持較薄而不損害VCO 410的相位-噪聲性能。這是因?yàn)榛谧儔浩鞯腣CO 的相位-噪聲性能通常僅些微地取決于次級線圈的質(zhì)量因子。此外，410中的初級線圈及兩個次級線圈可實(shí)施為單個變壓器，其中所述兩個次級線圈是作為薄線圈而安放在初級線圈內(nèi)，或其中所述兩個次級線圈在薄金屬層中堆疊在初級線圈下方，從而避免額外線圈的面 IRJfffi (area overhead) 0所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，混頻器或分頻器420可使用接受或可經(jīng)修改以接受輸入差分電流11-12的此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何混頻器或分頻器設(shè)計(jì)。舉例來說，圖5說明LO 產(chǎn)生器500的示范性實(shí)施例，其中VCO 410耦合到分頻器520。注意，示范性實(shí)施例僅出于說明性目的而展示，且無意將本發(fā)明的范圍限于所展示的任何特定分頻器或二分頻電路。在圖5中，二分頻電路520利用電阻性負(fù)載Rl到R4。注意，所展示的示范性實(shí)施例無意將二分頻電路限制為使用電阻性負(fù)載或任何其它類型的負(fù)載。520的同相及正交輸出信號可分別取作差分電壓VIl (正同相電壓)_VI2(負(fù)同相電壓)及VQl (正正交電壓)_VQ2(負(fù)正交電壓)。由VCO 410產(chǎn)生的電流Il供應(yīng)給二分頻電路520中的晶體管551、 552、557、558，而由VCO 410產(chǎn)生的電流12可供應(yīng)給520中的晶體管553、554、555、556。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，在替代的示范性實(shí)施例(未圖示)中，產(chǎn)生不同于二的分頻器比率的電路也可以所示方式與VCO 410組合。舉例來說，此項(xiàng)技術(shù)中已知的基于鎖存器的數(shù)字分頻器可產(chǎn)生分頻器比率四。還可利用其它類型的分頻器電路(例如，注入鎖定分頻器(injection locked divider))來產(chǎn)生高于二的分頻器比率。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，此些替代分頻器可容易地經(jīng)修改以與VCO 410組合，且此些替代示范性實(shí)施例預(yù)期在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖6進(jìn)一步說明替代的示范性實(shí)施例，其中VCO 410耦合到混頻器620。注意，示范性實(shí)施例僅出于說明性目的而展示，且無意將本發(fā)明的范圍限于所展示的任何特定混頻器實(shí)施方案。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，電路600可適當(dāng)?shù)亟?jīng)修改以分別實(shí)施圖1A、圖 1B、圖IC中所展示的電路130、180、190中的任一者。在圖6中，由VCO 410產(chǎn)生的電流Il供應(yīng)到620中的651、652，且由VCO 410產(chǎn)生的電流12供應(yīng)給620中的653、654。差分電流11-12與差分電壓Vkfi-Vkf2混頻?；祛l器的輸出可取作差分電壓v。utl-v。ut2。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，電路600可用來在V。utl_V。ut2下產(chǎn)生經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的信號，例如圖IB的電路180中所展示。在替代的示范性實(shí)施例中，電路600還可容易地應(yīng)用于以下應(yīng)用其中(例如)VC0 410的差分電流11-12直接用作LO信號以使用混頻器620 來上變頻轉(zhuǎn)換基帶信號Vinp-Vinn (例如圖IC的電路190中所示)。在其它替代示范性實(shí)施例中，通過使用電路600提供電路130的塊135及150，可使用電路600來在V。utl_V。ut2下產(chǎn)生本機(jī)振蕩器信號(例如圖IA的電路130中所示)。此些示范性實(shí)施例預(yù)期在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，為優(yōu)化例如500及600等電路的設(shè)計(jì)，優(yōu)選同時考慮 VCO 410及混頻器620或分頻器520的電路元件的特性。舉例來說，用以確定LO 500的性能的電路模擬優(yōu)選同時考慮VCO 410及二分頻模塊520，因?yàn)樗鰞蓚€模塊的行為通常相互依賴。此外，圖4中的電路400的性能可能對混頻器620或分頻器520之后的任何輸出負(fù)載級(例如，輸出緩沖器)敏感。圖7及圖7A說明根據(jù)本發(fā)明的示范性方法700。注意，所描繪的方法僅出于說明性目的而給出，且無意將本發(fā)明的范圍限制于明確展示的任何特定方法。進(jìn)一步注意，除非另有指示，否則所展示的步驟的特定順序無意為限制性的，且通常所述步驟在順序上可為可互換的。在圖7中，在步驟710處，使用第一偏壓電流對第一晶體管加DC偏壓。在示范性實(shí)施例中，所述第一晶體管可為(例如)圖4中的451。在步驟712處，使用第二偏壓電流對第二晶體管加DC偏壓。在示范性實(shí)施例中， 所述第二晶體管可為(例如)圖4中的452。在步驟714處，使用至少一個柵極電感將第一晶體管柵極耦合到第二晶體管柵極。在示范性實(shí)施例中，根據(jù)此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的技術(shù)，所述至少一個柵極電感可包括圖 4中的電感器L3、L4，其可實(shí)施為兩個串聯(lián)耦合的電感器，或?qū)嵤橐粋€單一線圈。在步驟716處，可將第一漏極電感耦合到柵極電感。在示范性實(shí)施例中，第一漏極電感可對應(yīng)于圖4中的電感Li，且所耦合到的柵極電感可對應(yīng)于圖4中的電感L4。在步驟718處，可將第二漏極電感耦合到柵極電感。在示范性實(shí)施例中，第二漏極電感可對應(yīng)于圖4中的電感L2，且所耦合到的柵極電感可對應(yīng)于圖4中的電感L3。在圖7A中，在步驟720處，可選擇將第一晶體管柵極耦合到第二晶體管柵極的可變電容元件的電容。在示范性實(shí)施例中，所述可變電容元件可對應(yīng)于圖4中的電容元件Cl 及C2。在步驟722處，使用混頻器將流入第一及第二漏極電感中的差分電流與另一信號混頻，或使用分頻器對所述差分電流的頻率進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生至少一個經(jīng)分頻信號。在示范性實(shí)施例中，所述差分電流可對應(yīng)于圖4中的差分電流11-12。在步驟7M處，可通過第一及第二偏壓電流來對所述混頻器或分頻器加偏壓。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，雖然已參考MOS晶體管(MOSFET)來描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)不必限于基于MOSFET的設(shè)計(jì)，而是可容易地應(yīng)用于使用雙極型結(jié)晶體管(或BJT)及/或其它三端跨導(dǎo)裝置的替代示范性實(shí)施例(未圖示)。舉例來說，在示范性實(shí)施例(未圖示)中，圖4中的VCO 410可利用BJT而非M0SFET，其中BJT的集極、基極及發(fā)射極如分別針對VCO 410中的MOSFET的漏極、柵極及源極所展示而耦合。此外，除非另有指示，否則在本說明書及所附權(quán)利要求書中，術(shù)語“漏極”、“柵極”及“源極”可涵蓋與MOSFET以及其它三端跨導(dǎo)裝置(例如BJT)的對應(yīng)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的術(shù)語的常規(guī)含義， 所述對應(yīng)性對于電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的。圖8展示可實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)的無線通信裝置800的設(shè)計(jì)的框圖。在圖8中所示的設(shè)計(jì)中，無線裝置800包括收發(fā)器820及數(shù)據(jù)處理器810，數(shù)據(jù)處理器810具有存儲器 812以存儲數(shù)據(jù)及程序代碼。收發(fā)器820包括發(fā)射器830及接收器850，其支持雙向通信。 通常，無線裝置800可包括用于任何數(shù)目個通信系統(tǒng)及頻帶的任何數(shù)目個發(fā)射器及任何數(shù)目個接收器。發(fā)射器或接收器可用超外差式架構(gòu)或直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)來實(shí)施。在超外差式架構(gòu)中， 信號在多個級中在射頻(RF)與基帶之間進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，例如對于接收器，在一個級中從RF 轉(zhuǎn)換到中頻(IF)，且接著在另一級中從IF轉(zhuǎn)換到基帶。在直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)中，信號在一個級中在RF與基帶之間進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。超外差式架構(gòu)及直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)可使用不同的電路塊且/ 或具有不同要求。在圖8中所展示的設(shè)計(jì)中，發(fā)射器830及接收器850是用直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)來實(shí)施。在發(fā)射路徑中，數(shù)據(jù)處理器810處理待發(fā)射的數(shù)據(jù)，并將I及Q模擬輸出信號提供給發(fā)射器830。在發(fā)射器830內(nèi)，低通濾波器83 及83 分別對I及Q模擬輸出信號進(jìn)行濾波，以去除由先前的數(shù)/模轉(zhuǎn)換所造成的非所要的圖像。放大器(Amp) 83 及834b分別放大來自低通濾波器83 及832b的信號，且提供I及Q基帶信號。上變頻轉(zhuǎn)換器840用來自發(fā)射(TX)本機(jī)振蕩(LO)信號產(chǎn)生器870的I及Q TX LO信號來上變頻轉(zhuǎn)換I及Q基帶信號，并提供經(jīng)上變頻轉(zhuǎn)換的信號。濾波器842對經(jīng)上變頻轉(zhuǎn)換的信號進(jìn)行濾波，以去除由上變頻轉(zhuǎn)換所造成的非所要圖像以及接收頻帶中的噪聲。功率放大器(PA) 844放大來自濾波器842的信號，以獲得所要的輸出功率電平且提供發(fā)射RF信號。所述發(fā)射RF信號路由經(jīng)過雙工器或開關(guān)846，且經(jīng)由天線848發(fā)射。在接收路徑中，天線848接收由基站發(fā)射的信號，并提供所接收RF信號，所接收RF 信號路由經(jīng)由雙工器或開關(guān)846，并提供給低噪聲放大器(LNA)852。所接收的RF信號由 LNA 852放大，且由濾波器邪4濾波以獲得合乎需要的RF輸入信號。下變頻轉(zhuǎn)換器860用來自接收(RX) LO信號產(chǎn)生器880的I及Q RX LO信號來下變頻轉(zhuǎn)換所述RF輸入信號，并提供I及Q基帶信號。I及Q基帶信號由放大器86 及86 放大，且進(jìn)一步由低通濾波器 864a及864b濾波以獲得提供給數(shù)據(jù)處理器810的I及Q模擬輸入信號。TX LO信號產(chǎn)生器870產(chǎn)生用于上變頻轉(zhuǎn)換的I及Q TX LO信號。RX LO信號產(chǎn)生器880產(chǎn)生用于下變頻轉(zhuǎn)換的I及Q RX LO信號。每一 LO信號為具有特定基本頻率的周期性信號。PLL 872接收來自數(shù)據(jù)處理器810的定時信息，且產(chǎn)生用以調(diào)整來自LO信號產(chǎn)生器870的TX LO信號的頻率及/或相位的控制信號。類似地，PLL 882接收來自數(shù)據(jù)處理器810的定時信息，且產(chǎn)生用以調(diào)整來自LO信號產(chǎn)生器880的RX LO信號的頻率及/ 或相位的控制信號。圖8展示實(shí)例收發(fā)器設(shè)計(jì)。通常，發(fā)射器及接收器中的信號的調(diào)節(jié)可通過放大器、 濾波器、上變頻轉(zhuǎn)換器、下變頻轉(zhuǎn)換器等中的一個或一個以上級來執(zhí)行。這些電路塊可與圖 8中所展示的配置不同地布置。此外，圖8中未展示的其它電路塊也可用以調(diào)節(jié)發(fā)射器及接收器中的信號。還可省略圖8中的一些電路塊。可在一個或一個以上模擬集成電路(IC)、 RF IC(RFIC)、經(jīng)混頻信號IC等上實(shí)施整個收發(fā)器820或收發(fā)器820的一部分。
LO信號產(chǎn)生器870及880可各自包括接收時鐘信號并提供分頻器輸出信號的分頻器。所述時鐘信號可由壓控振蕩器(VCO)或一些其它類型的振蕩器產(chǎn)生。時鐘信號也可稱為VCO信號、振蕩器信號等。在任何情況下，從分頻器獲得差分輸出信號可為合乎需要的。 本發(fā)明的技術(shù)可容易地應(yīng)用于LO信號產(chǎn)生器870及880的設(shè)計(jì)。 在本說明書及所附權(quán)利要求書中，將理解，當(dāng)元件被稱為“連接到”或“耦合到”另一元件時，所述元件可直接連接到或耦合到所述另一元件，或可存在介入元件。相比之下， 當(dāng)元件被稱為“直接連接到”或“直接耦合到”另一元件時，不存在介入元件。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可使用多種不同技術(shù)及技法中的任一者來表示信息及信號。舉例來說，可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子，或其任何組合來表示可遍及以上描述所引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、位、符號及碼片。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，結(jié)合本文所揭示的示范性實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路及算法步驟可實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為清楚地描繪硬件與軟件的這種可互換性，上文已大體在其功能性方面描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟。將此功能性實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用及強(qiáng)加于整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對每一特定應(yīng)用以不同方式來實(shí)施所描述的功能性，但此些實(shí)施決策不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致脫離本發(fā)明的示范性實(shí)施例的范圍?？捎媒?jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件，或其任何組合來實(shí)施或執(zhí)行結(jié)合本文中所揭示的示范性實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊及電路。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器的組合、結(jié)合DSP核心的一個或一個以上微處理器，或任何其它此類配置。結(jié)合本文所揭示的示范性實(shí)施例而描述的方法或算法的步驟可直接以硬件、以由處理器執(zhí)行的軟件模塊或以兩者的組合來體現(xiàn)。軟件模塊可駐存在隨機(jī)存取存儲器(RAM)、 快閃存儲器、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸盤、CD-ROM或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲媒體中。將示范性存儲媒體耦合到處理器，使得所述處理器可從所述存儲媒體讀取信息及將信息寫入到所述存儲媒體。在替代方案中，存儲媒體可與處理器成一體式。處理器及存儲媒體可駐存在ASIC 中。ASIC可駐存在用戶終端中。在替代方案中，處理器及存儲媒體可作為離散組件駐存在用戶終端中。在一個或一個以上示范性實(shí)施例中，可在硬件、軟件、固件，或其任何組合中實(shí)施所描述的功能。如果實(shí)施于軟件中，那么可將所述功能作為一個或一個以上指令或代碼存儲在計(jì)算機(jī)可讀媒體上或經(jīng)由計(jì)算機(jī)可讀媒體而傳輸。計(jì)算機(jī)可讀媒體包括計(jì)算機(jī)存儲媒體與通信媒體兩者，通信媒體包括促進(jìn)計(jì)算機(jī)程序從一處到另一處的傳送的任何媒體。存儲媒體可為可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用媒體。作為實(shí)例而非限制，此計(jì)算機(jī)可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置， 或可用以運(yùn)載或存儲呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的所要程序代碼且可由計(jì)算機(jī)存取的任何其它媒體。并且，嚴(yán)格地說，可將任何連接均稱為計(jì)算機(jī)可讀媒體。舉例來說，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)或例如紅外線、無線電及微波等無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，那么同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或例如紅外線、無線電及微波等無線技術(shù)包括在媒體的定義中。如本文中所使用，磁盤及光盤包括壓縮光盤 (CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟性磁盤及藍(lán)光光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤通過激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述各項(xiàng)的組合也應(yīng)包括在計(jì)算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。 提供對所揭示示范性實(shí)施例的先前描述是為了使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造或使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白對這些示范性實(shí)施例的各種修改，且 在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本文所界定的一般原理可應(yīng)用于其它示范性實(shí)施例。 因此，本發(fā)明無意限于本文所展示的示范性實(shí)施例，而是將被賦予與本文所揭示的原理及新穎特征一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種包含耦合到混頻器的壓控振蕩器(VCO)的設(shè)備，所述VCO包含第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加DC偏壓；第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓；至少一個柵極電感，其將所述第一晶體管的柵極耦合到所述第二晶體管的柵極；第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到所述第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到所述第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將所述第一晶體管的所述柵極耦合到所述第二晶體管的所述柵極；所述混頻器包含分別耦合到所述第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述混頻器經(jīng)配置以由所述第一及第二偏壓電流來加偏壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述混頻器經(jīng)配置以對流經(jīng)所述第一及第二節(jié)點(diǎn)的差分電流與第二信號進(jìn)行混頻以產(chǎn)生混頻輸出信號，所述第二信號包含所接收射頻(RF)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，所述第二信號包含基帶信號，所述混頻輸出信號包含經(jīng)上變頻轉(zhuǎn)換的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，所述混頻輸出信號為本機(jī)振蕩器信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述至少一個柵極電感包含第一柵極電感及第二柵極電感，所述第一柵極電感將所述第一晶體管的所述柵極耦合到DC電壓，所述第二柵極電感將所述第二晶體管的所述柵極耦合到所述DC電壓，所述第一柵極電感以磁性方式耦合到所述第二漏極電感，所述第二柵極電感以磁性方式耦合到所述第一漏極電感。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，所述第一及第二柵極電感由初級線圈形成，所述第一及第二漏極電感由兩個次級線圈形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，所述兩個次級線圈安放在所述初級線圈內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，所述兩個次級線圈堆疊在所述初級線圈下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，所述第一及第二柵極電感以及所述第一及第二漏極電感由單個變壓器形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述至少一個可變電容包含變?nèi)萜鳌?br> 11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述至少一個可變電容包含可切換電容器組。
12.一種包含耦合到分頻器電路的壓控振蕩器(VCO)的設(shè)備，所述VCO包含第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加DC偏壓；第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓；至少一個柵極電感，其將所述第一晶體管的柵極耦合到所述第二晶體管的柵極；第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到所述第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到所述第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將所述第一晶體管的所述柵極耦合到所述第二晶體管的所述柵極；所述分頻器電路包含分別耦合到所述第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述分頻器經(jīng)配置以由所述第一及第二偏壓電流來加偏壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，所述分頻器電路包含二分頻電路，所述二分頻電路經(jīng)配置以對流經(jīng)所述第一及第二節(jié)點(diǎn)的差分電流的頻率進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生至少一個經(jīng)分頻的電壓或電流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，所述二分頻電路包含耦合到所述第一漏極電感的第一及第二差分對，所述第二差分對經(jīng)交叉耦合； 耦合到所述第二漏極電感的第三及第四差分對，所述第四差分對經(jīng)交叉耦合；其中 所述第一差分對的柵極耦合到所述第四差分對的漏極； 所述第二差分對的漏極耦合到所述第四差分對的所述漏極； 所述第四差分對的柵極耦合到所述第一差分對的漏極；所述第三差分對的漏極耦合到所述第一差分對的所述漏極；所述經(jīng)分頻的電壓或電流包含所述第四差分對的所述漏極之間的第一差分電壓，以及所述第一差分對的所述漏極之間的第二差分電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，所述至少一個經(jīng)分頻的電壓或電流包含正同相電壓與負(fù)同相電壓之間的所述差分電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，所述至少一個經(jīng)分頻的電壓或電流進(jìn)一步包含正正交電壓與負(fù)正交電壓之間的所述差分電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，所述至少一個柵極電感包含第一柵極電感及第二柵極電感，所述第一柵極電感將所述第一晶體管的所述柵極耦合到DC電壓，所述第二柵極電感將所述第二晶體管的所述柵極耦合到所述DC電壓，所述第一柵極電感以磁性方式耦合到所述第二漏極電感，所述第二柵極電感以磁性方式耦合到所述第一漏極電感。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，所述第一及第二柵極電感由初級線圈形成，所述第一及第二漏極電感由兩個次級線圈形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，所述兩個次級線圈安放在所述初級線圈內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，所述兩個次級線圈堆疊在所述初級線圈下方。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，所述第一及第二柵極電感以及所述第一及第二漏極電感由單個變壓器形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，所述至少一個可變電容包含變?nèi)萜鳌?br> 23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，所述至少一個可變電容包含可切換電容器組。
24.一種產(chǎn)生經(jīng)混頻信號的方法，所述方法包含 使用第一偏壓電流來對第一晶體管加DC偏壓； 使用第二偏壓電流來對第二晶體管加DC偏壓；使用至少一個柵極電感來將所述第一晶體管的柵極耦合到所述第二晶體管的柵極； 將第一漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到所述第一晶體管的漏極；將第二漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到所述第二晶體管的漏極；選擇將所述第一晶體管的所述柵極耦合到所述第二晶體管的所述柵極的可變電容元件的電容；使用混頻器將流入所述第一及第二漏極電感中的差分電流與另一信號進(jìn)行混頻以產(chǎn)生至少一個經(jīng)混頻信號；以及使用所述第一及第二偏壓電流來對所述混頻器加偏壓。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，所述至少一個柵極電感包含第一柵極電感及第二柵極電感，所述第一柵極電感將所述第一晶體管的所述柵極耦合到DC電壓，所述第二柵極電感將所述第二晶體管的所述柵極耦合到所述DC電壓，所述將所述第一漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感包含將所述第一漏極電感以磁性方式耦合到所述第二柵極電感，所述將所述第二漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感包含將所述第二漏極電感以磁性方式耦合到所述第一柵極電感。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，所述選擇所述電容包含改變變?nèi)萜魃系碾妷骸?br> 27.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，所述選擇所述電容包含切換電容器組中的電容器。
28.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，所述混頻包含將流入所述第一及第二漏極電感中的所述差分電流與所接收射頻(RF)信號進(jìn)行混頻。
29.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，所述混頻包含將流入所述第一及第二漏極電感中的所述差分電流與基帶信號進(jìn)行混頻，所述所產(chǎn)生的經(jīng)混頻信號包含經(jīng)上變頻轉(zhuǎn)換的信號。
30.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，所述所產(chǎn)生的經(jīng)混頻信號為本機(jī)振蕩器信號。
31.一種產(chǎn)生經(jīng)分頻信號的方法，所述方法包含使用第一偏壓電流來對第一晶體管加DC偏壓；使用第二偏壓電流來對第二晶體管加DC偏壓；使用至少一個柵極電感來將所述第一晶體管的柵極耦合到所述第二晶體管的柵極；將第一漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到所述第一晶體管的漏極；將第二漏極電感以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到所述第二晶體管的漏極；選擇將所述第一晶體管的所述柵極耦合到所述第二晶體管的所述柵極的可變電容元件的電容；使用分頻器將流入所述第一及第二漏極電感中的所述差分電流的頻率進(jìn)行分頻以產(chǎn)生至少一個經(jīng)分頻信號；以及使用所述第一及第二偏壓電流來對所述分頻器加偏壓。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，所述對所述頻率進(jìn)行分頻包含使用二分頻電路來將所述頻率除以二。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，經(jīng)分頻電壓或電流包含正同相電壓與負(fù)同相電壓之間的差分電壓。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，所述經(jīng)分頻電壓或電流進(jìn)一步包含正正交電壓與負(fù)正交電壓之間的差分電壓。
35.一種設(shè)備，其包含壓控振蕩器(VCO)裝置，其用于產(chǎn)生具有壓控頻率的差分VCO輸出電流，所述VCO經(jīng)配置以由至少一個偏壓電流來加偏壓；以及混頻器裝置，其用于對所述VCO輸出電流與另一信號進(jìn)行混頻，其中所述混頻器裝置經(jīng)配置以與所述VCO裝置共享所述至少一個偏壓電流。
36.一種設(shè)備，其包含壓控振蕩器(VCO)裝置，其用于產(chǎn)生具有壓控頻率的差分VCO輸出電流，所述VCO經(jīng)配置以由至少一個偏壓電流來加偏壓；以及分頻器裝置，其用于對所述VCO輸出信號的頻率進(jìn)行分頻，其中所述分頻器裝置經(jīng)配置以與所述VCO裝置共享所述至少一個偏壓電流。
37.一種用于無線通信的裝置，所述裝置包含TX LO信號產(chǎn)生器、至少一個基帶TX放大器、耦合到所述TX LO信號產(chǎn)生器及所述至少一個基帶TX放大器的上變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述上變頻轉(zhuǎn)換器的輸出的TX濾波器、耦合到所述TX濾波器的功率放大器(PA)、RX LO 信號產(chǎn)生器、RX濾波器、耦合到所述RX LO信號產(chǎn)生器及所述RX濾波器的下變頻轉(zhuǎn)換器、 耦合到所述RX濾波器的低噪聲放大器(LNA)，以及耦合到所述PA及所述LNA的雙工器，所述TX LO信號產(chǎn)生器及RX LO信號產(chǎn)生器中的至少一者包含耦合到分頻器的壓控振蕩器 (VCO)，所述VCO包含第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加DC偏壓； 第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓； 至少一個柵極電感，其將所述第一晶體管的柵極耦合到所述第二晶體管的柵極； 第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到所述第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到所述第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將所述第一晶體管的所述柵極耦合到所述第二晶體管的所述柵極；所述分頻器包含分別耦合到所述第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述分頻器經(jīng)配置以由所述第一及第二偏壓電流來加偏壓。
38.一種用于無線通信的裝置，所述裝置包含TX LO信號產(chǎn)生器、至少一個基帶TX放大器、耦合到所述TX LO信號產(chǎn)生器及所述至少一個基帶TX放大器的上變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述上變頻轉(zhuǎn)換器的輸出的TX濾波器、耦合到所述TX濾波器的功率放大器(PA)、RX LO信號產(chǎn)生器、RX濾波器、耦合到所述RX LO信號產(chǎn)生器及所述RX濾波器的下變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述RX濾波器的低噪聲放大器(LNA)，以及耦合到所述PA及所述LNA的雙工器，所述 TX LO信號產(chǎn)生器及上變頻轉(zhuǎn)換器包含耦合到混頻器的壓控振蕩器(VCO)，所述VCO包含第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加DC偏壓； 第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓； 至少一個柵極電感，其將所述第一晶體管的柵極耦合到所述第二晶體管的柵極； 第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到所述第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到所述第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將所述第一晶體管的所述柵極耦合到所述第二晶體管的所述柵極；所述混頻器包含分別耦合到所述第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述混頻器經(jīng)配置以由所述第一及第二偏壓電流來加偏壓。
39. 一種用于無線通信的裝置，所述裝置包含TX LO信號產(chǎn)生器、至少一個基帶TX放大器、耦合到所述TX LO信號產(chǎn)生器及所述至少一個基帶TX放大器的上變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述上變頻轉(zhuǎn)換器的輸出的TX濾波器、耦合到所述TX濾波器的功率放大器(PA)、RX LO信號產(chǎn)生器、RX濾波器、耦合到所述RX LO信號產(chǎn)生器及所述RX濾波器的下變頻轉(zhuǎn)換器、耦合到所述RX濾波器的低噪聲放大器(LNA)，以及耦合到所述PA及所述LNA的雙工器，所述 RX LO信號產(chǎn)生器及下變頻轉(zhuǎn)換器包含耦合到混頻器的壓控振蕩器(VCO)，所述VCO包含 第一晶體管，其經(jīng)配置以由第一偏壓電流來加DC偏壓； 第二晶體管，其經(jīng)配置以由第二偏壓電流來加DC偏壓； 至少一個柵極電感，其將所述第一晶體管的柵極耦合到所述第二晶體管的柵極； 第一漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第一漏極電感耦合到所述第一晶體管的漏極；第二漏極電感，其以磁性方式耦合到柵極電感，所述第二漏極電感耦合到所述第二晶體管的漏極；以及至少一個可變電容，其將所述第一晶體管的所述柵極耦合到所述第二晶體管的所述柵極；所述混頻器包含分別耦合到所述第一及第二漏極電感的第一及第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述混頻器經(jīng)配置以由所述第一及第二偏壓電流來加偏壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于提供具有改進(jìn)的相位噪聲性能及較低功耗的壓控振蕩器電路的技術(shù)。在示范性實(shí)施例中，壓控振蕩器(VCO)耦合到混頻器或例如二分頻電路等分頻器。所述VCO包括具有磁性交叉耦合的電感器的晶體管對，以及耦合到所述晶體管對的柵極的可變電容。在示范性實(shí)施例中，分頻器經(jīng)配置以對流經(jīng)所述晶體管對的差分電流的頻率進(jìn)行分頻以產(chǎn)生LO輸出。在替代示范性實(shí)施例中，混頻器經(jīng)配置以對流經(jīng)所述晶體管對的所述差分電流與另一信號進(jìn)行混頻。所述VCO與混頻器或分頻器共享共用的偏壓電流，借此減少功耗。本發(fā)明揭示利用這些技術(shù)的各種示范性設(shè)備及方法。
文檔編號H03B5/12GK102301587SQ201080006271
公開日2011年12月28日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者王沈, 維普爾·查瓦拉 申請人:高通股份有限公司