专利名称：降低载波附近相位噪声的电感电容压控振荡器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电感电容压控振荡器，属于压控振荡器技术领域。
背景技术：
压控振荡器是产生输出信号频率随输入电压变化的装置，它是锁相环的重要组成 部分，通过锁相环的环路反馈控制产生输出频率稳定的信号，为数字电路提供参考时钟，或 者为无线收发机提供本征信号。压控振荡器的相位噪声直接决定锁相环输出信号的相位噪 声性能，用于无线收发机中，其直接决定了接收信号质量的好坏。压控振荡器可以分为环形压控振荡器和电感电容压控振荡器，环形压控振荡器由 反相器链构成，电感电容压控振荡器由电感电容谐振回路和负阻产生电路组成。由于电感 电容压控振荡器中的电感电容谐振回路具有滤波效果，其相位噪声性能远优于环形压控振 荡器，因而广泛应用于无线收发机，作为本振信号产生器。电感电容压控振荡器的负阻产生电路用于补偿电感电容谐振回路的损耗，维持振 荡，由于交叉耦合管对采用差分结构，具有良好的共模抑制效果，经常用于作为负阻产生电 路；互补的PM0S、NM0S交叉耦合管对，由于采用了电流复用技术，相对于单独的NMOS交叉耦 合管对或者PMOS交叉耦合管对在功耗方面更有优势，并且输出波形具有更好的对称性，易 于与后级的电路级联，在电感电容压控振荡器中得到了广泛使用。附图1所示的采用互补 的PMOS、NMOS交叉耦合管对作为负阻产生电路的电感电容压控振荡器称为互补交叉耦合 电感电容压控振荡器。互补交叉耦合电感电容压控振荡器中近载波的相位噪声主要由互补交叉耦合管 对中的闪烁噪声上变频产生，为了减小交叉耦合管对的寄生电容对压控振荡器输出频率 范围的影响，通常电感电容压控振荡器中的交叉耦合管对的沟道长度取为工艺允许的最 小值，即工艺特征尺寸，而MOS管的闪烁噪声与其沟道长度成反比。随着集成电路工艺特 征尺寸的不断缩小，电感电容压控振荡器的交叉耦合管的本征闪烁噪声增大，导致近载波 相位噪声性能不断恶化，在一些对压控振荡器相位噪声性能要求比较苛刻的场合，如GSM、 DCS1800等通信系统的收发机中，传统的电感电容压控振荡器很难满足相位噪声性能要求。
实用新型内容实用新型目的针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种 降低载波附近相位噪声的电感电容压控振荡器。技术方案为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种降低载 波附近相位噪声的电感电容压控振荡器，包括NMOS管匪1和匪2、PM0S管PMl和PM2、谐振 回路、电源VDD ；所述NMOS管匪1的源极接地，匪1的漏极接PMOS管PMl的漏极，匪1的栅 极接谐振回路的第二输入端；所述NMOS管匪2的源极接地，匪2的漏极接PMOS管PM2的漏 极，匪2的栅极接谐振回路的第一输入端；所述PMOS管PMl的源极接电源VDD，PMl的漏极 接匪1的漏极，PMl的栅极接谐振回路的第二输入端；所述PMOS管PM2的源极接电源VDD，PM2的漏极接匪2的漏极，PM2的栅极接谐振回路的第一输入端；还包括电阻Rl和R2 ；所述 电阻Rl的第一输入端分别接匪1的漏极和PMl的漏极，Rl的第二输入端分别接PM2的栅 极、匪2的栅极和谐振回路的第一输入端；所述电阻R2的第一输入端分别接匪2的漏极和 PM2的漏极，R2的第二输入端分别接PMl的栅极、匪1的栅极和谐振回路的第二输入端。有益效果本实用新型通过在传统电感电容压控振荡器中的合适位置插入电阻， 减小了交叉耦合管对中的闪烁噪声对压控振荡器输出频率的调制作用，使得交叉耦合管中 的闪烁噪声上变频为相位噪声的增益减小，降低了压控振荡器中的近载波相位噪声，同时 插入的电阻对振荡器的起振、远离载波的相位噪声和功耗等性能没有影响，具有结构简单、 设计难度低、实用性强等优点。
图1是传统电感电容压控振荡器电路图；图2是本实用新型电感电容压控振荡器电路图；图3是典型的压控振荡器谐振回路电路图；图4是传统电感电容压控振荡器和本实用新型电感电容压控振荡器工作在 3. 2GHz时的输出信号相位噪声图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于 说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术 人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图2所示，NMOS管匪1的源极接地，匪1的漏极接PMOS管PMl的漏极，并输出正 振荡电压信号(VCOP)，匪1的栅极接谐振回路的第二输入端；匪OS管匪2的源极接地，匪2 的漏极接PMOS管PM2的漏极，并输出负振荡电压信号(vcon)，匪2的栅极接谐振回路的第 一输入端；PMOS管PMl的源极接电源VDD，PMl的漏极接匪1的漏极，PMl的栅极接谐振回 路的第二输入端；PMOS管PM2的源极接电源VDD，PM2的漏极接匪2的漏极，PM2的栅极接 谐振回路的第一输入端；电阻Rl的第一输入端分别接匪1的漏极和PMl的漏极，Rl的第二 输入端分别接PM2的栅极、匪2的栅极和谐振回路的第一输入端；电阻R2的第一输入端分 别接匪2的漏极和PM2的漏极，R2的第二输入端分别接PMl的栅极、匪1的栅极和谐振回路 的第二输入端。如图3所示，谐振回路电容C的第一输入端分别与谐振回路电感的第一输入端、谐 振回路变容管Cvl的第一输入端相连接，并作为谐振回路的第一输入端(ρ)；谐振回路电容 C的第二输入端分别与谐振回路电感的第二输入端、谐振回路变容管Cv2的第一输入端相 连接，并作为谐振回路的第二输入端(η)；谐振回路变容管Cvl的第二输入端与谐振回路变 容管Cv2的第二输入端相连接，并作为控制电压Vctrl的输入端。如图4所示，本实用新型降低载波附近相位噪声的电感电容压控振荡器在频偏 IOOKHz处的相位噪声较传统电感电容压控振荡器低9dB，在频偏IOMHz处的相位噪声与统 电感电容压控振荡器基本相同。可见所实用新型的电感电容压控振荡器极大的提高了近载 波相位噪声性能，并且所加的电阻值为几十欧姆，所占用的芯片面积基本可以忽略，硬件复杂度低。
权利要求1. 一种降低载波附近相位噪声的电感电容压控振荡器，包括NMOS管匪1和匪2、PMOS 管PMl和PM2、谐振回路、电源VDD ；所述匪OS管匪1的源极接地，匪1的漏极接PMOS管PMl 的漏极，匪1的栅极接谐振回路的第二输入端；所述NMOS管匪2的源极接地，匪2的漏极接 PMOS管PM2的漏极，匪2的栅极接谐振回路的第一输入端；所述PMOS管PMl的源极接电源 VDD, PMl的漏极接匪1的漏极，PMl的栅极接谐振回路的第二输入端；所述PMOS管PM2的 源极接电源VDD，PM2的漏极接匪2的漏极，PM2的栅极接谐振回路的第一输入端；其特征在 于还包括电阻Rl和R2 ；所述电阻Rl的第一输入端分别接匪1的漏极和PMl的漏极，Rl的 第二输入端分别接PM2的栅极、匪2的栅极和谐振回路的第一输入端；所述电阻R2的第一 输入端分别接匪2的漏极和PM2的漏极，R2的第二输入端分别接PMl的栅极、匪1的栅极和 谐振回路的第二输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种降低载波附近相位噪声的电感电容压控振荡器，该压控振荡器通过在谐振回路两端和压控振荡器输出端插入电阻R1、R2，减小了交叉耦合管对PM1和PM2、NM1和NM2中闪烁噪声对压控振荡器输出频率的调制作用，即减小了交叉耦合管中的闪烁噪声上变频为相位噪声的增益，达到降低压控振荡器近载波相位噪声的目的。
文档编号H03B7/06GK201878094SQ20102066921
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者吉新村, 吴建辉, 吴秀龙, 张萌, 朱贾峰, 李红, 王子轩, 陈超, 黄福青 申请人:东南大学