[发明专利]60GHz锁相环低相噪自注入型电压控制振荡器及无线收发机

摘要

本发明公开了一种60 GHz锁相环低相噪自注入型电压控制振荡器及无线收发机。该电压控制振荡器包括多个相同的LC振荡器，其中由NMOS器件组成负阻对；由累积型变容管和电感组成的谐振腔；由NMOS器件、电感和电容组成的输出缓冲电路；由电容组成的自注入电路；由NMOS器件使LC振荡器寄生电容相同。通过采用相同的振荡器核心，并使其振荡信号相互注入到相应的谐振腔中。通过注入锁定原理，谐振腔电路会锁定在同一工作频率点，输出波形相位也会同步。此时通过波形叠加，输出波形中本振频率功率加强，而噪声通过LC谐振腔的滤波作用并未明显增加，所以电压控制CMOS振荡器输出的相位噪声能得到显著减小，同时降低了电压控制振荡器的FOM值。

主权项

一种60 GHz锁相环的低相噪自注入锁定型电压控制振荡器，其特征在于：通过采用多个相同的LC振荡器核心，并使振荡信号注入到相应的谐振腔中，通过注入锁定原理，谐振腔电路锁定在同一工作频率点，输出波形相位也同步，此时通过波形叠加，输出波形中本振频率功率加强，而噪声通过LC谐振腔的滤波作用基本未增加；包括LC谐振腔电路，负阻对电路，自注入锁定电路，输出缓冲电路，所述的LC谐振腔电路包括电感L2、L3和变容管C2、C3、C6、C7；其中L2两端分别与C2和C3的正极相连，中间抽头端与电源电压VDD相连；C2负极与C3负极相连，C2负极与输入控制电压VC相连；L3两端分别与C6和C7的正极相连，中间抽头端与电源电压相连；C6负极与C7负极相连，C6负极与输入控制电压VTUNE相连，VTUNE是由环路滤波器产生的电压信号；所述负阻对电路，包括NMOS器件N2、N3、N4、N5，N2的栅极与N3的漏极相接，N3的栅极与N2的漏极相接，N2与N3的源级接地，N2和N3构成一个负阻对，用于给L2、C2、C3构成的谐振腔提供能量； N4的栅极与N5的漏极相接，N5的栅极与N4的漏极相接，N4与N5的源级接地，N4和N5构成一个负阻对，用于给L3、C6、C7构成的谐振腔提供能量；所述的自注入锁定电路，包括电容C4和C5，C4连接C3和C6的正极，C5连接C2和C7的正极；所述的输出缓冲电路，包括：NMOS器件N1和N6，电感L1和电容C1；其中N1栅极与N2漏极相连，N6栅极与N5漏极相连，N6源极和漏极接地；L5一端接N1漏极，一端接地；C1正极接N1漏极，负极接Fout，Fout是输出端口。