[发明专利]一种毫米波锁相环

权利要求书

1.一种毫米波锁相环，包括：

压控振荡器，其采用差分输入的调谐方式来产生设定频率的振荡信号；

第一缓冲器，其与所述压控振荡器连接，用于使所述压控振荡器输出的振荡信号维持一定的信号幅度并隔离后级模块对所述压控振荡器的影响；

正交输出注入锁定分频器，其与所述第一缓冲器连接，用于对所述振荡信号进行分频处理以输出多路的正交分频信号；

第二缓冲器，其与所述正交输出注入锁定分频器连接，用于使所述正交分频信号维持一定的信号幅度并隔离后级模块对所述正交输出注入锁定分频器的影响；

第一分频器，其与所述第二缓冲器连接，用于对所述正交分频信号进行分频得到第一分频信号；

第二分频器，其与所述第一分频器连接，用于对所述第一分频信号进行分频得到第二分频信号；

鉴频鉴相器，其与所述第二分频器连接，用于将第二分频信号与设定的参考信号进行比较，产生与这两个信号的相位差成比例的脉冲信号；

电荷泵，其与所述鉴频鉴相器连接，用于将所述脉冲信号转化为模拟电压信号差分输出；

环路滤波器，其连接至所述电荷泵和所述压控振荡器之间，用于对所述电荷泵输出的模拟电压信号进行滤波以输入到所述压控振荡器中。

2.根据权利要求1所述的毫米波锁相环，其特征在于，所述压控振荡器包括：

电感电容调谐单元，其对输入的信号进行差分调谐，所述电感电容调谐单元由一中心抽头的电感以及与该电感并联的两路相反接法的四个可变电容组成；

负阻单元，其与所述电感电容调谐单元并联，用于给所述电感电容调谐单元提供负阻能量，所述负阻单元是由第一晶体管和第二晶体管交叉耦合形成的负阻对；

直流偏置电路，其从所述第一晶体管和第二晶体管的共源连接点注入偏置电流，所述直流偏置电路包括由第三晶体管和第四晶体管构成的电流镜偏置以及由一电阻和一电容构成的低通滤波器，所述低通滤波器耦接于所述第三晶体管和第四晶体管之间。

3.根据权利要求2所述的毫米波锁相环，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管为薄栅管，所述第三晶体管和所述第四晶体管为厚栅管。

4.根据权利要求3所述的毫米波锁相环，其特征在于，所述第三晶体管和所述第四晶体管为N型MOS管。

5.根据权利要求2所述的毫米波锁相环，其特征在于，在所述设定频率的振荡信号为40GHz的振荡信号时，所述低通滤波器的电容在皮法量级、所述低通滤波器的电阻在兆欧量级。

6.根据权利要求1所述的毫米波锁相环，其特征在于，所述正交输出注入锁定分频器包括两个注入锁定分频电路和四个作为互耦单元的晶体管，

其中，每个所述注入锁定分频电路包括：

谐振单元，其包括中心抽头的电感、与该电感并联的由两个对称的晶体管组成的输入单元和与所述输入单元并联的由两个晶体管交叉耦合形成的负阻单元，其中，两个互耦单元分别连接在所述负阻单元的两端，且这两个互耦单元的栅极连接另一注入锁定分频电路的两个输出端；

直流偏置单元，其与所述电感耦接以提供偏置电流。

7.根据权利要求6所述的毫米波锁相环，其特征在于，所述直流偏置单元为一P型MOS管。

8.根据权利要求1所述的毫米波锁相环，其特征在于，所述电荷泵包括两个单端输出电荷泵结构，

其中，每个所述单端输出电荷泵结构包括：

由第一开关控制的PMOS共源共栅Cascode电流源和由第二开关控制的NMOS共源共栅Cascode电流源。