一种毫米波压控振荡器的制作方法

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种毫米波压控振荡器。

背景技术：

1、随着无线通信技术的快速发展，毫米波电路在雷达、通信、电子对抗系统中等应用越来越广泛。在毫米波集成电路芯片领域，频率综合器系统作为无线通信中不可或缺的一环，一直以来是研究的热点，其性能的优劣直接关系到整个系统的性能。

2、而压控振荡器作为锁相环系统的关键构成部分，它的振荡频率调谐范围决定了频率综合器的输出频率范围，它的相位噪声主导了频率综合器的带外相位噪声，因此，一个合理的压控振荡器的设计是实现频率综合器系统良好性能的必要条件。压控振荡器指输出频率与输入控制电压有对应的关系的振荡电路，频率是输入信号电压的函数的振荡器，振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制，就可构成一个压控振荡器。

3、现有的压控振荡器，一般使用电感与电容并联来形成简单的谐振腔来实现振荡，用晶体管来提供工作电流，但是随着工作频率的提升，尤其是在毫米波段，由于电路中的一些寄生参量的影响，会导致压控振荡器的振荡频率调节范围变窄，且相位噪声恶化。即现有的压控振荡器存在着电路结构相对简单，难以在毫米波段下同时实现宽的振荡频率调控范围和低的相位噪声的缺陷。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种毫米波压控振荡器，主要解决目前的压控振荡器电路在毫米波段下难以同时实现宽的振荡频率调控范围和低的相位噪声的问题。

2、为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下。

3、本发明提出一种毫米波压控振荡器，包括：

4、输出匹配模块，其连接电源，用于在输出端抑制杂波；

5、共源共栅负阻缓冲模块，其与所述输出匹配模块连接，用于提供负阻并将输出负载和谐振腔隔离，所述负阻缓冲单元包括若干开关管；

6、变压器模块，其与所述共源共栅负阻缓冲模块连接；

7、可变电容模块，其与所述变压器模块连接；

8、谐振电容模块，其与所述变压器模块和所述共源共栅负阻缓冲模块连接；

9、尾电流模块，其与所述谐振电容模块和所述共源共栅负阻缓冲模块连接，用于隔绝寄生电容和噪声；

10、其中，所述变压器模块、所述可变电容模块和所述谐振电容模块相互连接，用于调节振荡频率。

11、在一实施例中，所述可变电容模块，包括：

12、电压调制端；

13、第一可变电容，其第一端连接所述电压调制端，其第二端连接所述变压器模块；

14、第二可变电容，其第一端连接所述电压调制端，其第二端连接所述变压器模块。

15、在一实施例中，所述变压器模块，包括：

16、第二偏置端；

17、第一电感，其第一端连接所述第一可变电容的第二端，所述第一电感的第二端接地；

18、第二电感，其第一端连接所述第二可变电容的第二端，所述第二电感的第二端接地；

19、第三电感，其第一端连接所述共源共栅负阻缓冲模块，所述第三电感的第二端连接所述第二偏置端；

20、第四电感，其第一端连接所述共源共栅负阻缓冲模块，所述第四电感的第二端连接所述第二偏置端；

21、在一实施例中，所述谐振电容模块，包括：

22、第一无源电容，其第一端连接所述第三电感的第一端；

23、第二无源电容，其第一端连接所述第四电感的第一端；

24、第三无源电容，其第一端连接所述第一无源电容的第二端；

25、第四无源电容，其第一端连接所述第三无源电容的第二端，所述第四无源电容的第二端连接所述第二无源电容的第二端。

26、在一实施例中，所述尾电流模块，包括：

27、第一电阻，其第一端接地；

28、第五电感，其第一端连接所述第三无源电容的第一端和所述共源共栅负阻缓冲模块，所述第五电感的第二端连接所述第一电阻的第二端；

29、第六电感，其第一端连接所述第四无源电容的第二端和所述共源共栅负阻缓冲模块，所述第六电感的第二端连接所述第一电阻的第二端。

30、在一实施例中，所述输出匹配模块，包括：

31、第七电感，其第一端连接电源；

32、第八电感，其第一端连接电源；

33、第五无源电容，其第一端连接所述第七电感的第二端，所述第五电容的第二端作为正输出端；

34、第六无源电容，其第一端连接所述第八电感的第二端，所述第六电容的第二端作为负输出端。

35、在一实施例中，所述共源共栅负阻缓冲模块包括：

36、第一偏置端；

37、第一开关管，其源极连接所述第三无源电容的第一端，其栅极连接所述第三电感的第一端；

38、第二开关管，其源极连接所述第四无源电容的第二端，其栅极连接所述第四电感的第一端；

39、第三开关管，其漏极连接所述第七电感的第二端，其源极连接所述第一开关管的漏极，其栅极连接所述第一偏置端；

40、第四开关管，其漏极连接所述第八电感的第二端，其源极连接所述第二开关管的漏极，其栅极连接所述第一偏置端。

41、在一实施例中，所述开关管包括n型mos管。

42、如上所述，本发明一种毫米波压控振荡器，具有以下有益效果：本发明通过所述可变电容模块、所述变压器模块和所述谐振电容模块三个模块协同配合，共同对压控振荡器的振荡频率进行调节，同时使用所述共源共栅负阻缓冲模块减小寄生参量的影响从而增大摆幅，进而实现低的相位噪声，使用所述尾电流模块隔绝寄生电容和噪声，使用所述输出匹配模块在输出端抑制杂波，本发明在以上多个模块的协同配合下,在高频下可同时实现宽的振荡频率调控范围和低相位噪声，进而为频率综合器等系统提供更加优异的性能。

技术特征：

1.一种毫米波压控振荡器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的毫米波压控振荡器，其特征在于，所述可变电容模块，包括：

3.根据权利要求2所述的毫米波压控振荡器，其特征在于，所述变压器模块，包括：

4.根据权利要求3所述的毫米波压控振荡器，其特征在于，所述谐振电容模块，包括：

5.根据权利要求4所述的毫米波压控振荡器，其特征在于，所述尾电流模块，包括：

6.根据权利要求5所述的毫米波压控振荡器，其特征在于，所述输出匹配模块，包括：

7.根据权利要求6所述的毫米波压控振荡器，其特征在于，所述共源共栅负阻缓冲模块包括：

8.根据权利要求7所述的毫米波压控振荡器，其特征在于，开关管包括n型mos管。

技术总结
本发明提出一种毫米波压控振荡器，包括：输出匹配模块，其连接电源，用于在输出端抑制杂波；共源共栅负阻缓冲模块，其与所述输出匹配模块连接，用于提供负阻并将输出负载和谐振腔隔离，所述负阻缓冲单元包括若干开关管；变压器模块，其与所述共源共栅负阻缓冲模块连接；可变电容模块，其与所述变压器模块连接；谐振电容模块，其与所述变压器模块和所述共源共栅负阻缓冲模块连接；尾电流模块，其与所述谐振电容模块和所述共源共栅负阻缓冲模块连接，用于隔绝寄生电容和噪声。本发明通过多个模块的协同配合，在高频下可同时实现宽的振荡频率调控范围和低相位噪声，进而为频率综合器等系统提供更加优异的性能。

技术研发人员：李白,董吉,王友华,万贤杰,罗永双,徐茂加,冉波,范佳淋
受保护的技术使用者：重庆吉芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16