[发明专利]用于压控振荡器的系统和方法

说明书

本公开涉及用于压控振荡器的系统和方法。根据实施例，压控振荡器(VCO)包括具有多个晶体管的VCO核以及变容二极管电路，变容二极管电路具有耦合至VCO核的发射极终端的第一端和耦合至调谐终端的第二端。变容二极管电路包括相对于VCO核的发射极终端随着施加给调谐终端的电压的增加而增加的电容。

技术领域

本公开总体上涉及电子设备，更具体地，涉及用于压控振荡器(VCO)的系统和方法。

背景技术

毫米波频率领域的应用由于低成本半导体技术(诸如硅锗(SiGe)和精细几何互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺)的快速发展而在过去几年得到广泛关注。高速双极和金属氧化物半导体(MOS)晶体管的可用性导致对60GHz、77GHz和80GHz以及超过100GHz的mm波应用的集成电路的需求增加。这种应用例如包括汽车雷达和数千兆位通信系统。

在一些雷达系统中，雷达和目标之间的距离通过以下处理来确定：发射频率调制信号、接收频率调制信号的反射以及基于频率调制信号的发射和接收之间的时间延迟和/或频率差来确定距离。雷达系统的分辨率、精度和敏感度可部分地取决于雷达的频率发生电路的相位噪声性能和频率捷变，其中频率发生电路通常包括RF振荡器和控制RF振荡器的频率的电路。

然而，随着RF系统的工作频率的持续增加，这种高频率下信号的生成面临重大挑战。在高频下操作的振荡器会经受由包括VCO的设备中的1/f和热噪声所引起的较差的相位噪声性能。

发明内容

根据一个实施例，一种压控振荡器(VCO)包括：VCO核，具有多个晶体管；以及变容二极管电路，具有耦合至VCO核的发射极终端的第一端和耦合至调谐终端的第二端。变容二极管电路包括随着相对于VCO核的发射极终端的施加给调谐终端的电压的增加而增加的电容。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优势，现在结合附图进行以下描述，其中：

图1包括示出了示例性汽车雷达系统的操作的图1a和图1b、示出了传统VCO的示意图的图1c、示出了传统VCO的性能的图1d以及示出了示例性频率发生系统的框图的图1e和图1f；

图2示出了示例性VCO的示意图；

图3示出了另一示例性VCO的示意图；

图4示出了又一示例性VCO的示意图；

图5示出了用于示例性VCO的频率对调谐电压的曲线图；

图6示出了示例性方法的框图；以及

图7示出了示例性雷达系统。

不同附图中的对应数字和标号通常表示对应的部分，除非另有指定。绘制附图以清楚地示出优选实施例的相关方面而没有必要按比例绘制。为了更清楚地示出特定实施例，表示相同结构、材料或工艺步骤的字母可以跟随在附图标号后面。

具体实施方式

以下详细讨论优选实施例的制造和使用。然而，应该理解，本发明提供了许多可在各种具体条件下具体化的可应用发明概念。所讨论的具体实施例仅仅是制造和使用本发明的具体方法，而不用于限制本发明的范围。

现在将在具体条件下(用于雷达系统的系统和方法，诸如汽车雷达系统)参照优选实施例描述本发明。本发明还可应用于使用RF振荡器的其他系统和应用，诸如一般的雷达系统和无线通信系统。

在本发明的实施例中，VCO的调谐特性被配置为使得VCO的频率随着施加给VCO的变容二极管电路的电压的增加而减小。通过配置VCO的调谐特性使得VCO随着电压的增加而减小，VCO以最低kvco和最低相位噪声操作的区域对应于低或最小电压。相应地，示例性VCO可以以具有低控制电压的操作的高性能和低噪声区域进行操作。例如，这种实施例适合于具有低电源电压的系统中的操作。