[发明专利]一种低噪声压控振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种低噪声压控振荡器。

背景技术

压控振荡器(VCO，voltage-controlled oscillator)是指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路。

压控振荡器是集成电路中非常重要的基本电路之一，其电路的实现方式主要有两种，分别是环形压控振荡器（Ring VCO）和电感电容压控振荡器（LC VCO）。压控振荡器被广泛地应用于微处理器中的时钟同步（Clock Synchronization）电路；无线通信收发器中的频率综合器（Frequency Synthesizer）；光纤通信中的时钟恢复电路（CRC，Clock Recovery Circuit）以及多相位采样（Multi-phase Sampling）电路中。

相位噪声是衡量压控振荡器性能的主要参数之一。大多数情况下，压控振荡器的相位噪声性能是影响集成接收机灵敏度的最主要因素。理想的压控振荡器输出的信号频谱是一个脉冲函数，但是由于实际电路中存在各种噪声源，压控振荡器输出的信号频谱特性都是频罩曲线。

压控振荡器电路中的噪声源可以分为两大类：器件噪声和外界干扰噪声，前者主要包括热噪声和闪烁噪声；后者主要包括衬底和电源噪声。压控振荡器的器件噪声主要来源于片上电感和可变电容的串联寄生电阻、开关差分对管和尾电流源。

参见图1，该图为现有技术中的一种压控振荡器示意图。

图1所示的压控振荡器的电流源是由直流电压控制的，如图1中的电压VBIAS控制三极管Q0。

压控振荡器输出端（POUT和NOUT）的最低电压为两个双极型晶体管（Q0和Q1）的集电极-发射极压降之和，由于两个异质结双极型晶体管（HBT，Heterojunction Bipolar Transistor）的结电压之和较小，因此造成压控振荡器有较小的输出。

因此，图1所示的压控振荡器存在较高的相位噪声，相位噪声性能较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低噪声压控振荡器，具有较大的输出电压幅度，能够降低整个电路的相位噪声，提高相位噪声性能。

本发明实施例提供一种低噪声压控振荡器，包括：谐振电路、负阻电路、电流源电路和反馈电路：

所述谐振电路，用于产生压控振荡器的振荡信号，所述谐振电路为电感电容式谐振电路，其中的电容采用反向二极管；

所述负阻电路，用于产生负阻，以抵消所述谐振电路产生的正阻；

所述电流源电路，用于产生压控振荡器工作的电流；

所述反馈电路，用于将所述谐振电路产生的振荡信号反馈给所述电流源电路。

优选地，所述谐振电路包括：差分电感、第一反向二极管、第二反向二极管、第三电容、第四电容、第一电阻和第二电阻；

所述差分电感的一端连接第一节点，另一端连接第二节点；

所述第一反向二极管的阳极连接第三节点，阴极连接第一控制电压；

所述第二反向二极管的阳极连接第四节点，阴极连接所述第一控制电压；

所述第一电阻的一端连接所述第三节点，另一端接地；

所述第二电阻的一端连接所述第四节点，另一端接地；

所述第三电容的两端分别连接所述第一节点和所述第三节点，所述第四电容的两端分别连接所述第二节点和所述第四节点；

所述第一节点为所述谐振电路与负阻电路的第一相接点，输出第一谐振信号，所述第二节点为所述谐振电路与负阻电路的第二相接点，输出第二谐振信号。

优选地，所述负阻电路包括：第一双极型晶体管、第二双极型晶体管、第三电阻、第四电阻、第五电容、第六电容和第十一电容；

第一双极型晶体管的基极连接第五节点，集电极连接第一节点，所述第一节点为所述负阻电路与谐振电路的第一相接点；

第二双极型晶体管的基极连接第六节点，集电极连接第二节点，所述第二节点为所述负阻电路与谐振电路的第二相接点；

所述第一双极型晶体管的发射极与所述第二双极性晶体管的发射极相接，相接的节点作为所述负阻电路的输入端与电流源电路的输出端相接点；

第三电阻的一端连接所述第五节点，另一端连接第二控制电压；

第四电阻的一端连接所述第六节点，另一端连接所述第二控制电压；

第五电容的一端连接所述第一节点，另一端连接所述第六节点；

第六电容的一端连接所述第二节点，另一端连接所述第五节点；

第十一电容的两端分别连接所述第二控制电压和地。