電感電容壓控振蕩電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種電感電容壓控振蕩電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信電子領(lǐng)域的迅速發(fā)展，對(duì)電子設(shè)備的要求越來(lái)越高，尤其是像振蕩電路等這種基礎(chǔ)部件。其中，壓控振蕩電路(Voltage-Controlled Oscillator, VC0)是一種輸出頻率與控制電壓有對(duì)應(yīng)關(guān)系的振蕩電路，輸出頻率是控制電壓的函數(shù)。壓控振蕩電路的類(lèi)型有電感電容(LC)壓控振蕩電路、電阻電容(RC)壓控振蕩電路、晶體壓控振蕩電路等。振蕩電路在各種噪聲的作用下引起的振蕩電路輸出信號(hào)相位的隨機(jī)變化，會(huì)產(chǎn)生相位噪聲(Phase Noise)。其中，低相位噪聲的電感電容壓控振蕩電路在鎖相環(huán)電路中尤為常用，也是通信系統(tǒng)中的本振信號(hào)產(chǎn)生模塊。
[0003]如圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的電感電容壓控振蕩電路，參考電流產(chǎn)生電路以及尾部電流源MOS管M3會(huì)產(chǎn)生噪聲電流；圖2為歸一化的輸出電壓和相位的坐標(biāo)關(guān)系示意圖，其中輸出電壓為VCOP和VCON之差，橫坐標(biāo)為相位(單位rad)，豎坐標(biāo)為歸一化的輸出電壓(單位為V)。在圖2所示的I區(qū)和3區(qū)時(shí)，電感電容壓控振蕩電路的MOS管M2和Ml分別導(dǎo)通，尾部電流源MOS管M3的噪聲電流全部通過(guò)MOS管M2或Ml向下傳輸；在圖2所示的2區(qū)時(shí)，MOS管M2和Ml同時(shí)導(dǎo)通，尾部電流源MOS管M3的噪聲電流同時(shí)通過(guò)MOS管M2和Ml向下傳輸，在圖2所示△ t時(shí)間內(nèi)，向下傳輸?shù)脑肼曤娏鞅容^小。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，電感電容壓控振蕩電路在工作過(guò)程中，電流源產(chǎn)生的相位噪聲一直存在。相位噪聲噪聲信號(hào)的干擾會(huì)導(dǎo)致電感電容壓控振蕩電路輸出信號(hào)幅度和頻率的隨機(jī)波動(dòng)，導(dǎo)致有效振蕩頻率的檢測(cè)出現(xiàn)誤差，尤其在有效振蕩頻率為微弱信號(hào)時(shí)，降低信號(hào)質(zhì)量，影響后續(xù)通信系統(tǒng)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是如何降低電流源在電感電容壓控振蕩電路中產(chǎn)生的相位噪聲。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電感電容壓控振蕩電路，包括:
[0007]參考電流源，連接電源，適于輸出參考電流；
[0008]第一尾部電流源，一端耦接所述參考電流源，適于輸出第一尾部電流；
[0009]第二尾部電流源，一端耦接所述參考電流源，適于輸出第二尾部電流；
[0010]諧振電路，一端耦接所述第一尾部電流源，另一端耦接所述第二尾部電流源，適于輸出第一電壓和第二電壓；
[0011]第一 MOS管，輸入端耦接所述第一尾部電流源，輸出端耦接所述諧振電路；
[0012]第二 MOS管，輸入端耦接所述第二尾部電流源，輸出端耦接所述諧振電路；
[0013]其中，所述第一 MOS管的柵極接入所述第二電壓；所述第二 MOS管柵極接入所述第一電壓。
[0014]可選的，所述諧振電路包括第一電容、第二電容和電感；所述第一電容一端耦接所述第一 MOS管的輸出端；所述第二電容一端耦接所述第二 MOS管的輸出端，另一端耦接所述第一電容；所述電感一端耦接所述第一電容，另一端耦接所述第二電容。
[0015]可選的，所述諧振電路還包括第五電容和第六電容；所述第五電容一端耦接所述電感；所述第六電容一端耦接所述電感，另一端耦接所述第五電容；其中，所述第五電容和所述第六電容為可變電容。
[0016]可選的，所述第一尾部電流源包括第三MOS管、第三電容和第一電阻；所述第一電阻耦接所述參考電流源；所述第三MOS管輸入端連接電源，輸出端耦接所述第一 MOS管的輸入端，所述第三MOS管柵極耦接所述第一電阻；所述第三電容一端耦接所述第三MOS管的柵極，另一端耦接所述第一 MOS管的輸出端。
[0017]可選的，所述第二尾部電流源包括第四MOS管、第四電容和第二電阻；所述第二電阻耦接所述參考電流源；所述第四MOS管輸入端連接電源，輸出端耦接所述第二 MOS管的輸入端，柵極耦接所述第二電阻；所述第四電容一端耦接所述第四MOS管的柵極，另一端耦接所述第二 MOS管的輸出端。
[0018]可選的，所述第二電壓達(dá)到設(shè)定電壓范圍時(shí)，所述第一 MOS管和第四MOS管導(dǎo)通，所述第二 MOS管和第三MOS管截止；
[0019]所述第一電壓達(dá)到所述設(shè)定電壓范圍時(shí)，所述第二MOS管和第三MOS管導(dǎo)通，所述第一 MOS管和第四MOS管截止。
[0020]其中，所述設(shè)定電壓范圍根據(jù)所述第一 MOS管、所述第二 MOS管、所述第三MOS管和所述第四MOS管的導(dǎo)通電壓設(shè)定。
[0021]可選的，所述諧振電路輸出相位差為180度的所述第一電壓和所述第二電壓。
[0022]可選的，所述第一 MOS管、所述第二 MOS管、所述第三MOS管和所述第四MOS管為PMOS 管。
[0023]可選的，所述第一 MOS管、所述第二 MOS管、所述第三MOS管和所述第四MOS管為NMOS 管。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0025]本發(fā)明實(shí)施例的電感電容壓控振蕩電路，設(shè)置適于輸出尾部電流的第一尾部電流源和第二尾部電流源，電流通過(guò)第一 MOS管和第二 MOS管輸出至諧振電路，諧振電路輸出第一電壓和第二電壓，通過(guò)第一電壓和第二電壓的大小控制第一尾部電流源和第二尾部電流源、第一 MOS管和第二 MOS管的導(dǎo)通，從而可以控制尾部電流輸入到諧振電路的時(shí)間，故可以降低輸入到諧振電路的尾部電流源相位噪聲，提高電感電容壓控振蕩電路的輸出信噪比。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電感電容壓控振蕩電路；
[0027]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的電感電容壓控振蕩電路的歸一化的輸出電壓和相位的坐標(biāo)關(guān)系不意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種電感電容壓控振蕩電路；
[0029]圖4是本發(fā)明實(shí)施例另一種電感電容壓控振蕩電路；
[0030]圖5是圖4所示電感電容壓控振蕩電路的輸出電壓和相位的坐標(biāo)關(guān)系示意圖；
[0031]圖6是圖4所示電感電容壓控振蕩電路的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如【背景技術(shù)】中所述，電感電容壓控振蕩電路在工作過(guò)程中，電流源產(chǎn)生的相位噪聲一直存在。相位噪聲噪聲信號(hào)的干擾會(huì)導(dǎo)致有效振蕩頻率的檢測(cè)出現(xiàn)誤差，尤其在有效振蕩頻率為微弱信號(hào)時(shí)，導(dǎo)致有效振蕩頻率無(wú)法檢測(cè)到。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例的電感電容壓控振蕩電路，設(shè)置適于輸出尾部電流的第一尾部電流源和第二尾部電流源，電流通過(guò)第一 MOS管和第二 MOS管輸出至諧振電路，諧振電路輸出第一電壓和第二電壓，通過(guò)第一電壓和第二電壓的大小控制第一尾部電流源和第二尾部電流源、第一 MOS管和第二 MOS管的導(dǎo)通，從而可以控制尾部電流輸入到諧振電路的時(shí)間，故可以降低輸入到諧振電路的尾部電流源相位噪聲，提高電感電容壓控振蕩電路的輸出信噪比。
[0034]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0035]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種電感電容壓控振蕩電路。
[0036]如圖3所示，電感電容壓控振蕩電路包括:參考電流源303、第一尾部電流源301、第二尾部電流源302、諧振電路304、第一 MOS管Ml和第二 MOS管M2。
[0037]參考電流源301，連接電源VCC，適于輸出參考電流。
[0038]第一尾部電流源301，一端耦接所述參考電流源303，適于輸出第一尾部電流。第二尾部電流源302，一端耦接所述參考電流源303，適于輸出第二尾部電流。
[0039]諧振電路304，一端耦接所述第一尾部電流源301，另一端耦接所述第二尾部電流源302，適于輸出第一電壓VCON和第二電壓VCOP。
[0040]第一 MOS管M1，輸入端耦接所述第一尾部電流源301，輸出端耦接所述諧振電路304，柵極接入所述第二電壓VC0P。
[0041]第二 MOS管M2，輸入端耦接所述第二尾部電流源302，輸出端耦接所述諧振電路304，柵極接入所述第一電壓VC0N。
[0042]第一電壓VCON和第二電壓VCOP相位差為180度。
[0043]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，所述MOS管可以為PMOS管，也可以為NMOS管。
[0044]所述第一電壓VCON達(dá)到設(shè)定電壓范圍時(shí)，控制第一尾部電流源301不能輸出第一尾部電流至第一 MOS管M1，第二 MOS管M2截止；反相位的第二電壓VCOP控制第一 MOS管Ml導(dǎo)通，第二尾部電流源302輸出第二尾部電流至第二 MOS管M2。第二電壓VCOP達(dá)到設(shè)定電壓范圍時(shí)，控制第二尾部電流源302不能輸出第二尾部電流至第二 MOS管M2，第一 MOS管Ml截止；反相位的第一電壓VCON控制第二 MOS管M2導(dǎo)通，第一尾部電流源301輸出第一尾部電流至第一 MOS管Ml。
[0045]在第一電壓VCON或第二電壓VCOP達(dá)到設(shè)定電壓范圍時(shí)，由于第一尾部電流或第二尾部電流不能輸入至諧振電路304，諧振電路304利用儲(chǔ)存的能量繼續(xù)震蕩，輸出電壓信號(hào)，產(chǎn)生震蕩頻率。
[0046]第一電壓VCON和第二電壓VCOP均在設(shè)定電壓范圍之外時(shí)，第一尾部電流源301輸出第一尾部電流至第一 MOS管Ml，第一 MOS管Ml導(dǎo)通；第二尾部電流源302輸出第二尾部電流至第二 MOS管M2，第二 MOS管M2導(dǎo)通。第一尾部電流和第二尾部電流輸入至諧振電路304，諧振電路304通過(guò)震蕩輸出電壓信號(hào)，產(chǎn)生震蕩頻率。
[0047]本實(shí)施例中，所述設(shè)定電壓范圍根據(jù)所述MOS管的導(dǎo)通電壓設(shè)定。所述MOS管為PMOS管時(shí)，所述設(shè)定電壓范圍為Vth?Vm，其中，Vth為為PMOS管的導(dǎo)通電壓閾值，Vm為輸出電壓幅度最大值。所述MOS管為NMOS管時(shí)，所述設(shè)定電壓范圍為-Vth?Vth，其中，Vth為NMOS管的導(dǎo)通電壓閾值，Vm為輸出電壓幅度最大值。
[0048]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)控制尾部電流輸入到諧振電路的時(shí)間，降低了輸入到諧振電路的尾部電流源相位噪聲，提高了電感電容壓控振蕩電路的輸出信噪比。
[0049]圖4是本發(fā)明實(shí)施例另一種電感電容壓控振蕩電路。
[0050]請(qǐng)參照?qǐng)D4，所述諧振電路304包括第一電容Cl、第二電容C2和電感L ;所述第一電容Cl 一端耦接所述第一 MOS管Ml的輸出端；所述第二電容C2 —端耦接所述第二 MOS管M2的輸出端，另一端親接所述第一電容Cl ;所述電感L 一端親接所述第一電容Cl，另一端耦接所述第二電容C2。
[0051 ] 本實(shí)施例中，第一電容Cl和第二電容C2為固定電容，用于調(diào)節(jié)諧振電路304的震蕩頻率。
[0052]所述諧振電路304還包括第五電容C5和第六電容C6 ;所述第五電容C5 —端耦接所述