[发明专利]低功耗低相位噪声的正交电感电容压控振荡器

权利要求书

1.一种低功耗低相位噪声的正交电感电容压控振荡器，其特征在于，包括：两个具有相同结构的压控振荡器VCO、二极管连接的MOS管NM4及低通RC滤波器LPF；

其中，每一VCO均包括：电感与分布式变容管结构电路组成的LC谐振网络、与LC谐振网络相连的上P下N互补的负阻差分对管、以及与上P下N互补的负阻差分对管相连的串联耦合管及尾电流管；

两个VCO中的串联耦合管相连；二极管连接的MOS管NM4、低通RC滤波器LPF以及两个VCO中的尾电流管依次连接构成电流镜。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗低相位噪声的正交电感电容压控振荡器，其特征在于，所述电感与分布式变容管结构电路组成的LC谐振网络包括：

分布式变容管结构电路包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一变容管Cv1、第二变容管Cv2、第三变容管Cv3和第四变容管Cv4；其中：

第一电容C1的一端接第一电压输出端，另一端与第一电阻R1和第一变容管Cv1相连；第二电容C2的一端接第二电压输出端，另一端与第二电阻R2和第二变容管Cv2相连；第三电容C3的一端接第一电压输出端，另一端与第三电阻R3和第三变容管Cv3相连；第四电容C4的一端接第二电压输出端，另一端与第四电阻R4和第四变容管Cv4相连；第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端相连，接第一偏置电压VB1；第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的另一端相连，接第二偏置电压VB2；四个变容管Cv1～Cv4的另一端相连在一起，接控制电压Vcont；

电感L的两端分别接VCO的第一电压输出端与第二电压输出端，从而与分布式变容管结构电路组成的LC谐振网络。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗低相位噪声的正交电感电容压控振荡器，其特征在于，所述上P下N互补的负阻差分对管包括：第一开关管PM1、第二开关管PM2、第三开关管NM1和第四开关管NM2；其中：

第一开关管PM1的漏端与第三开关管NM1的漏端相连，作为VCO的第一电压输出端；第二开关管PM2的漏端与第四开关管NM2的漏端相连，作为VCO的第二电压输出端；

第一开关管PM1的栅端与第三开关管NM1的栅端均连接第二电压输出端，第二开关管PM2的栅端与第四开关管NM2的栅端相连接第一电压输出端；

上P下N互补的负阻差分对管等效为负阻，与LC谐振网络相连后，对LC谐振网络进行能量补偿。

4.根据权利要求3所述的一种低功耗低相位噪声的正交电感电容压控振荡器，其特征在于，串联耦合管包括：第一耦合管PMc1与第二耦合管PMc2；其中：

第一耦合管PMc1与第二耦合管PMc2的共源端接电源，第一耦合管PMc1的漏端接第一开关管PM1的源端，第二耦合管PMc2的漏端接第二开关管PM2的源端。

5.根据权利要求3所述的一种低功耗低相位噪声的正交电感电容压控振荡器，其特征在于，所述尾电流管为NM3，其漏端与第三开关管NM1与第四开关管NM2的共源端相连，源端接地，为VCO提供直流偏置。

6.根据权利要求1所述的一种低功耗低相位噪声的正交电感电容压控振荡器，其特征在于，所述两个VCO中的串联耦合管相连包括：

两个VCO分别记为VCO_A与VCO_B，其中的串联耦合管均为PMOS管；

VCO_A包括第一电压输出节点QP与第二电压输出节点QN，VCO_A中的串联耦合管包括第一耦合管PMc1a与第二耦合管PMc2a，第一耦合管PMc1a与第二耦合管PMc2a的共源端接电源；VCO_B包括第一电压输出节点IP与第二电压输出节点IN，VCO_B的串联耦合管包括第一耦合管PMc1b与第二耦合管PMc2b，第一耦合管PMc1b与第二耦合管PMc2b的共源端接电源；

VCO_B的第一电压输出端IP接VCO_A的第一耦合管PMc1a的栅端，VCO_B的第二电压输出端IN接VCO_A的第二耦合管PMc2a的栅端，VCO_A的第一电压输出端QP接VCO_B的第二耦合管PMc2b的栅端，VCO_A的第二电压输出端QN接VCO_B的第一耦合管PMc1b的栅端。

7.根据权利要求6所述的一种低功耗低相位噪声的正交电感电容压控振荡器，其特征在于，二极管连接的MOS管NM4、低通RC滤波器LPF以及两个VCO中的尾电流管依次连接构成电流镜包括：

二极管连接的NM4的漏端与栅端相连，接电流源，源端接地，栅端经过低通RC滤波器LPF，与VCO_A中的尾电流管NM3a和VCO_B中的尾电流管NM3b的栅端相连。