[发明专利]CMOS太赫兹正交谐波振荡信号的产生方法及电路

权利要求书

1.一种CMOS太赫兹正交谐波振荡信号的产生电路，其特征是，由依次相连的多项振荡器，整流器，叠加器和滤波器组成，多项振荡器用于产生特定的间隔相同相位的振荡信号；整流器，用于将振荡器所产生的等相位间隔振荡信号滤去下半波，只留下上半波；叠加电路用于将通过整流之后相位差为180°的两路振荡信号叠加在一起；滤波器，用于滤除其他谐波成分。

2.如权利要求1所述的CMOS太赫兹正交谐波振荡信号的产生电路，其特征是，多项振荡器为八相位振荡器，是由四个完全相同的负阻振荡单元交叉耦合而成，多项振荡器为八相位振荡器，是由四个完全相同的负阻振荡单元交叉耦合而成，每个负阻振荡单元由7个MOSFET构成，本电路中所有PMOS的衬底接电源，所有NMOS的衬底接地。第1个PMOS的源极接电源，第1个PMOS的栅极接偏置电压，第1个PMOS的漏极接第2个、第3个PMOS的源极；第2个PMOS的栅极接第3个PMOS的漏极，第3个PMOS的栅极接第2个PMOS的漏极，第2个和第3个PMOS的漏极之间设置一个电感；第4个NMOS的漏极接第2个PMOS的漏极，第5个NMOS的漏极接第3个PMOS的漏极，第4个NMOS的栅极接第5个NMOS的源极，第5个NMOS的栅极接第4个NMOS的源极；第4个NMOS的源极接第6个NMOS的漏极，第5个NMOS的源极接第7个NMOS的漏极，第6个、第7个NMOS的源极共同接地。

3.一种CMOS太赫兹正交谐波振荡信号的产生方法，其特征是，包括下列步骤：

采用多相振荡器产生八个相位彼此相差π/4,即：

a＝sinωt b＝sin(ωt+π/4) c＝sin(ωt+π/2) d＝sin(ωt+3π/4)

e＝sin(ωt+π) f＝sin(ωt+5π/4) g＝sin(ωt+3π/2) h＝sin(ωt+7π/4)

整流叠加之后，A＝a+e,B＝b+f,C＝c+g,D＝d+h；

A=|sinωt|=4π(12-13cos2ωt-115cos4ωt-135cos6ωt+...)]]>

提取亚谐波项A=|sinωt|=4π(-13cos2ωt)]]>

B=|sinωt+π4|=4π(12+13sin2ωt+115cos4ωt-135sin6ωt+...)]]>

提取亚谐波项B=|sinωt+π4|=4π(13sin2ωt)]]>

C=|cosωt|=4π{12+13cos2ωt-115cos4ωt+135cos6ωt+...}]]>

提取亚谐波项C=|cosωt|=4π(13cos2ωt)]]>

D=|cosωt+π4|=4π(12-13sin2ωt+115cos4ωt+135sin6ωt+...)]]>

提取亚谐波项D=|cosωt+π4|=4π(-13sin2ωt)]]>

ABCD四路振荡信号均为相等幅度的二次谐波，它们之间的相位关系为：A和C互为差分，B和D互为差分，A和D是正交关系，B和C是正交关系，从而产生了二次谐波差分正交振荡信号。

4.如权利要求3所述的CMOS太赫兹正交谐波振荡信号的产生方法，其特征是，八个相位彼此相差π/4的振荡信号的产生是借用八相位振荡器实现，八相位振荡器是由四个完全相同的负阻振荡单元交叉耦合而成，四个固定振荡频率的振荡器，其输出端信号耦合到输入端，m_n是耦合系数，G_n是振荡器的开环增益，振荡器的振荡频率是ω₀，X、Y、Z、W是相位形式的振荡器输出，得到下面的式子

X＝(m₄W+X)G₁(jω₀)

Y＝(m₁X+Y)G₂(jω₀)

Z＝(m₂Y+Z)G₃(jω₀)

W＝(-m₃Z+W)G₄(jω₀)

j是复数虚部的单位，因为四个振荡器是完全相同的，所以G₁=G₂=G₃=G₄=G、m₁=m₂=m₃=m₄=m，由此可以进一步得到式子：

X=e±π4·Y]]>

Y=e±π2·W]]>

Z=e±π2·X]]>

W=e±π4·Z]]>

通过最终得到的式子可以看出，X、Y、Z、W之间存在π4的相位差。