[发明专利]一种宽电压范围调谐增益恒定的LC‑VCO

权利要求书

1.一种宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：它是基于等效谐振电容器构成的LC-VCO电路模块，包括有源负阻电路(101)、电感器(102)、变容管组(103)以及开关电容阵列(104)；有源负阻电路(101)、电感器(102)、变容管组(103)以及开关电容阵列(104)均为并列连接；其中

所述变容管组(103)采用全差分对称结构，其电容量随控制电压VCRL变化的等效电容为Cv；所述开关电容阵列(104)等效电容为Cs；所述可变管组(103)与所述开关电容阵列(104)构成总的等效电容Cz；

所述电感器(102)、所述总的等效电容Cz和所述有源负阻电路(101)构成的并联等效谐振回路，用于决定LC-VCO的输出频率和品质因数Q；总的等效电容Cz通过控制电压VCRL、开关以及偏置电压的改变，用于改变LC-VCO的输出频率，实现频率调谐。

2.一种如权利要求1所述的宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：所述变容管组(103)包括两对偏置在不同偏置点的变容管D1、D2和D3、D4；其中D1、D2变容管的一端接偏置电压VB1，另一端接控制电压VCTL；D3、D4变容管的一端接偏置电压VB2，另一端接控制电压VCRL。

3.一种如权利要求1或2所述的宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：所述LC-VCO电路模块为差分电路结构，其包括两路差分输出端VN和VP；两路差分输出端的输出信号幅度相等，相位相反。

4.一种如权利要求1-3任一所述的宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：所述有源负阻电路(101)为由交叉耦合的MOS管或者BJT管构成的差分有源负阻电路，用于为LC-VCO提供能量维持振荡。

5.一种如权利要求2所述的宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：所述变容管组(103)还包括多个隔离电阻和多个隔离电容，所述变容管D1和D2的一端通过隔离电阻连接到偏置电压VB1上，通过隔离电容连接到VCO是输出端；另一端连接到控制电压VCRL上；所述变容管D3和D4的一端通过隔离电阻连接到偏置电压VB2上，通过隔离电容连接到VCO是输出端；另一端连接到控制电压VCRL上。

6.一种如权利要求1-5任一所述的宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：所述开关电容阵列(104)包括n组开关阵列，每一所述开关阵列均包括一对固定电容和一对开关，其中该一对固定电容与一对开关采用电学上的串联方式连接，一对开关设置在一对电容的两侧。

7.一种如权利要求1-6任一所述的宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：所述电感器(102)为片上螺旋差分电感。

8.一种如权利要求2所述的宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：所述变容管D1、D2、D3、D4是基于CMOS工艺的变容管。

9.一种如权利要求6所述的宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：n的取值范围是2～6。

10.一种如权利要求5所述的宽电压范围调谐增益恒定的LC-VCO，其特征在于：所述隔离电阻和所述隔离电容的数量相一致。