OS管匪2、第一電容Cl和第二電容C2構(gòu)成NMOS交叉耦合結(jié)構(gòu)。
[0022]供電電源接差分電感L的供電端，差分電感L的正端接電容C的正端，差分電感L的負(fù)端接電容C的負(fù)端；電容C的正端作為振蕩電路的第一輸出端，電容C的負(fù)端作為振蕩電路的第二輸出端；第一變?nèi)莨蹸vl的正端接電容C的正端，第一變?nèi)莨蹸vl的負(fù)端接第二變?nèi)莨蹸v2的正端，第二變?nèi)莨蹸v2的負(fù)端接電容C的負(fù)端，輸入電壓Vctrl同時(shí)接第一變?nèi)莨蹸vl負(fù)端和第二變?nèi)莨蹸v2的正端；第一NMOS管匪I的漏極接第一變?nèi)莨蹸vl的正端，第一 NMOS管NMl的柵極接第二電容C2的負(fù)端，第一 NMOS管NMl的源極接地；第二 NMOS管匪2的漏極接第二變?nèi)莨蹸v2的正端，第二 NMOS管匪2的柵極接第一電容Cl的負(fù)端，第二NMOS管匪2的源極接地；第一電容Cl的正端接第一變?nèi)莨蹸vl的正端，第二電容Cl的正端接第二變?nèi)莨蹸v2的正端；第一電阻Rl的正端接第一 NMOS管匪I的柵極，第二電阻R2的正端接第二 NMOS管匪2的柵極，第一電阻Rl的負(fù)端和第二電阻R2的負(fù)端互相連接并接入偏置電壓。
[0023]如圖1所示，所述反饋電路包括第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第三NMOS管NM3、第四NMOS管NM4和第五NMOS管 NM5。
[0024]第五電阻R5的正端接供電電源，第五電阻R5的負(fù)端輸出偏置電壓；第五電容C5的正端接第五電阻R5的負(fù)端，第五電容C5的負(fù)端接地；第三NMOS管匪3的漏極接第五電阻R5的負(fù)端，第三NMOS管匪3的源極接地，第三NMOS管匪3的柵極接第三電容C3的負(fù)端，第三電容C3的正端接振蕩電路的第一輸出端；第四NMOS管NM4的漏極接第五電阻R5的負(fù)端，第四NMOS管NM4的源極接地，第四NMOS管NM4的柵極接第四電容C4的負(fù)端，第四電容C4的正端接振蕩電路的第二輸出端；第三電阻R3的正端接第三NMOS管匪3的柵極，第三電阻R3的負(fù)端接第六電容的C6的正端；第四電阻R4的正端接第四NMOS管NM4的柵極，第四電阻R4的負(fù)端接第六電容的C6的正端；第六電容C6的正端接第五NMOS管匪5的柵極，第六電容C6的負(fù)端接地；第五NMOS管匪5的漏極接偏置電流源的負(fù)端并與自身的柵極相連，第五NMOS管匪5的源極接地；偏置電流源的正端接供電電源。
[0025]如圖2所示，為本實(shí)施例的低電壓基于偶次非線性幅度反饋的壓控振蕩器的振蕩電壓波形，其振蕩頻率為3.1GHz0從圖中可以看出，起振時(shí)振幅為1.26V，穩(wěn)定后振幅為
1.22Vo
[0026]如圖3所示，為本實(shí)施例的低電壓基于偶次非線性幅度反饋的壓控振蕩器的電流波形，從圖中計(jì)算出起振時(shí)流過單個(gè)晶體管的電流為626uA，穩(wěn)定狀態(tài)下流過單個(gè)晶體管的電流為508uA。
[0027]由上述可知，本實(shí)施例的創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在反饋電路的設(shè)計(jì)上。低電壓下的壓控振蕩器中電源到地之間不能采用疊加的晶體管，因此不能采用電流源提供電流，造成振蕩電路中電流完全由晶體管的寬長(zhǎng)比決定。所以本發(fā)明提出一種利用偶次非線性原理的反饋電路，能夠降低晶體管柵壓的電路，減小流過晶體管的電流，使得電流不隨著晶體管寬長(zhǎng)比的增加而無(wú)限增加，并能顯著降低振蕩電路的功耗。除此之外，晶體管柵壓的減小導(dǎo)致跨導(dǎo)的減小，這樣能減小閃爍噪聲，改善壓控振蕩器的相位噪聲。
[0028]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于偶次非線性幅度反饋的壓控振蕩器，包括振蕩電路與反饋電路，振蕩電路用于產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩信號(hào)，反饋電路用于檢測(cè)振蕩信號(hào)的振蕩幅度；其特征在于:所述振蕩電路中不采用電流源，利用NMOS交叉耦合結(jié)構(gòu)提供負(fù)阻來補(bǔ)償LC諧振回路損耗的能量；所述反饋電路利用偶次非線性原理實(shí)時(shí)地檢測(cè)振蕩信號(hào)的振動(dòng)幅度，并將輸出的偏置電壓反饋給振蕩電路中晶體管的柵極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于偶次非線性幅度反饋的壓控振蕩器，其特征在于:所述振蕩電路包括差分電感L、電容C、第一變?nèi)莨蹸vl、第二變?nèi)莨?2、第一 NM0S管匪1、第二NM0S管匪2、第一電容C1、第二電容C2、第一電阻R1和第二電阻R2，電感L和電容C構(gòu)成LC諧振回路，第一 NM0S管匪1、第二 NM0S管匪2、第一電容C1和第二電容C2構(gòu)成NM0S交叉耦合結(jié)構(gòu)； 供電電源接差分電感L的供電端，差分電感L的正端接電容C的正端，差分電感L的負(fù)端接電容C的負(fù)端；電容C的正端作為振蕩電路的第一輸出端，電容C的負(fù)端作為振蕩電路的第二輸出端；第一變?nèi)莨蹸vl的正端接電容C的正端，第一變?nèi)莨蹸vl的負(fù)端接第二變?nèi)莨蹸v2的正端，第二變?nèi)莨蹸v2的負(fù)端接電容C的負(fù)端，輸入電壓Vctrl同時(shí)接第一變?nèi)莨蹸vl負(fù)端和第二變?nèi)莨蹸v2的正端；第一 NM0S管匪1的漏極接第一變?nèi)莨蹸vl的正端，第一NM0S管NM1的柵極接第二電容C2的負(fù)端，第一 NM0S管NM1的源極接地；第二 NM0S管NM2的漏極接第二變?nèi)莨蹸v2的正端，第二 NM0S管NM2的柵極接第一電容C1的負(fù)端，第二 NM0S管匪2的源極接地；第一電容C1的正端接第一變?nèi)莨蹸vl的正端，第二電容C1的正端接第二變?nèi)莨蹸v2的正端；第一電阻R1的正端接第一 NM0S管匪1的柵極，第二電阻R2的正端接第二 NM0S管匪2的柵極，第一電阻R1的負(fù)端和第二電阻R2的負(fù)端互相連接并接入偏置電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于偶次非線性幅度反饋的壓控振蕩器，其特征在于:所述反饋電路包括第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第三NM0S管NM3、第四NM0S管NM4和第五NM0S管NM5 ； 第五電阻R5的正端接供電電源，第五電阻R5的負(fù)端輸出偏置電壓；第五電容C5的正端接第五電阻R5的負(fù)端，第五電容C5的負(fù)端接地；第三NM0S管匪3的漏極接第五電阻R5的負(fù)端，第三NM0S管匪3的源極接地，第三NM0S管匪3的柵極接第三電容C3的負(fù)端，第三電容C3的正端接振蕩電路的第一輸出端；第四NM0S管NM4的漏極接第五電阻R5的負(fù)端，第四NM0S管NM4的源極接地，第四NM0S管NM4的柵極接第四電容C4的負(fù)端，第四電容C4的正端接振蕩電路的第二輸出端；第三電阻R3的正端接第三NM0S管匪3的柵極，第三電阻R3的負(fù)端接第六電容的C6的正端；第四電阻R4的正端接第四NM0S管NM4的柵極，第四電阻R4的負(fù)端接第六電容的C6的正端；第六電容C6的正端接第五NM0S管匪5的柵極，第六電容C6的負(fù)端接地；第五NM0S管匪5的漏極接偏置電流源的負(fù)端并與自身的柵極相連，第五NM0S管匪5的源極接地；偏置電流源的正端接供電電源。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于偶次非線性幅度反饋的壓控振蕩器，包括振蕩電路與反饋電路；為了工作在低電壓下，振蕩電路去除了電流源，利用NMOS交叉耦合晶體管提供負(fù)阻來補(bǔ)償LC諧振回路損耗的能量；反饋電路利用偶次非線性原理實(shí)時(shí)檢測(cè)振蕩幅度，輸出電壓經(jīng)過濾波后作為偏置電壓接到晶體管的柵極，以減小交叉耦合晶體管的電流并控制振幅。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，反饋電路功耗小，并有效減小了晶體管的柵壓，也減小了流過晶體管的電流，能顯著降低振蕩電路的功耗；除此之外，晶體管跨導(dǎo)的減小能減小閃爍噪聲，改善相位噪聲；本發(fā)明適用于低電壓低功耗應(yīng)用場(chǎng)合的壓控振蕩器。
【IPC分類】H03L7/099
【公開號(hào)】CN105281760
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510711698
【發(fā)明人】胡晨, 張蓉, 吳建輝, 陳超, 李紅, 黃成
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日