一种压控振荡器电路的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种压控振荡器，此振荡器带有电压比例缩放功能，提供了一种能比例缩放输入电压，从而降低压控振荡器调谐曲线增益的电路，它主要由电压比例缩放部分1、电流注入部分2、压控振荡器部分3组成。电压缩放部分1主要由单位增益电压缓冲器buffer、电阻R1和电阻R2组成；电流注入部分主要由独立的并联电流源I1、I2….IN组成；压控振荡器主要由LC型压控振荡其组成。
【专利说明】一种压控振荡器电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子【技术领域】，为接收机提供低调谐曲线增益的压控振荡器，可应用直接变频接收机、超外差接收机、外差接收机等等，尤其适用于线性电压控制范围较高和低相位噪声要求较高的场合。
【背景技术】
[0002]随着通信技术，尤其是移动通信技术和计算技术的飞速发展，具有宽线性电压控制范围和地相噪声的压控振荡器已成为电路与系统领域的研究热点之一，它主要具有宽电压控制范围、低调谐曲线增益、低相位噪声、体积小、功耗低、可靠性高及成本低等优点。压控振荡器简称VC0，它自谐振产生频率信号，为频率综合器提供频率综合信号，为混频器提供本地振荡信号。。
[0003]压控振荡器的应用非常广泛，主要用于频率综合器进行准确的频率综合，还可以为混频器产生本地振荡信号。
[0004]压控振荡器很早就被发明了。这种压控频率产生电路成功的解决了无线通信的无多难题。特别是Armstrong积极开发超外差结构接收机后的70多年间里时钟占据这统治地位。近些年来受电子工业特别是集成电路的快速发展，低成本的要求使得直接变频结构的接收机结构成为主 流。
[0005]在这两种接收机结构中，电容阵列压控振荡器是最常见的结构(SCA混频器)，如
图1所示，包括电流源lb、MOS管Ml、M2、M3、M4、电感L，电容阵列Cla, C2a......Cna、Clb、
C2b……Cnb。电流源Ib连接在节点VDD和节点3之间。Ml的栅端接节点2相连，漏端与节点3相连，源端与地相连；M2的栅端接节点I相连，漏端与节点2相连，源端与地相连；M3的栅端接节点2相连，漏端与节点I相连，源端与节点5相连;M4的栅端接节点I相连，漏端与节点2相连，源端与节点3相连。电感L的两个输出端分别与节点I和节点2相连；电容阵
列包裹Cla、C2a......Cna、Clb、C2b......Cnb等2N个电容，N是大于或者等于O的整数。电容
Cla, C2a……Can的一个节点与节点I相连，另一个节点与节点VTUNE相连；Clb、C2ba……Cnb的一个节点与节点2相连，另一个节点与节点VTUNE相连。电容Cla、C2a……CnaXlb,C2b……Cnb由N个独立的开关控制，其中Cla与Clb的控制开关为SI控制；C2a与C2b的控制开关为S2控制；……；Cna与Cnb的控制开关为Sn控制。这种混频器的调谐曲线增益受限制，因为当控制电压VTUNE变化比较大时，受电压控制的电容的容值变化也比较大，这使得压控振荡器的振荡频率变化比较大，最终使得振荡频率对控制电压的曲线的增益，即调谐曲线的增益比较大。而较大的调谐曲线的增益会让压控振荡器产生比较大的相位噪声。
【发明内容】
[0006](一 )要解决的技术问题:
有鉴于此，本发明的目的是提供有效的降低调谐曲线增益以及降低压控振荡器相位噪声的方案，由该方案得到的压控振荡电路，可以有效的降低调谐曲线增益以及降低压控振荡器相位噪声。
[0007]( 二)技术方案
图2所示为本发明提供的带有电压比例缩放功能的压控振荡器。该电路包括:
电压比例缩放部分1，包括电压缓冲器BUFFER、电阻Rl和R2。BUFFER的输入是节点VTUNE，输出连接到节点I。BUFFER可以是单位增益电压缓冲器，也可以是带有一定增益值的电压缓冲器；
分压电阻Rl连接在节点I和节点V_VAR之间；分压电阻R2连接在节点V_VAR和节点地之间；
电流注入部分2，包括N个并联的电流源电路I1、12….1N，N是大于或者等于0的整数。每一个独立的电流源都有各自多利的通断控制开关。每个独立的电流源分别连接在节点VDD和节点V_VAR之间。电流源的电流值可以任意，一种合理的选择的从小到大的电流源取值为1、21……2nI ；
压控振荡器部分3主要由电流源lb、MOS管Ml、M2、M3、M4、电感L，电容阵列Cla、C2a……Cna、Clb、C2b……Cnb组成。电流源Ib连接在节点VDD和节点4之间。Ml的栅端接节点3相连，漏端与节点2相连，源端与地相连；M2的栅端接节点2相连，漏端与节点3相连，源端与地相连；M3的栅端接节点3相连，漏端与节点2相连，源端与节点4相连；M4的栅端接节点2相连，漏端与节点3相连，源端与节点4相连。电感L的两个输出端分别与节点
2和节点3相连；电容阵列包裹Cla、C2a......Cna、Clb、C2b......Cnb等2N个电容，N是大于
或者等于0的整数。电容Cla、C2a……Can的一个节点与节点2相连，另一个节点与节点V_VAR相连；Clb、C2ba……Cnb的一个节点与节点3相连，另一个节点与节点V_VAR相连。电
容Cla、C2a......Cna、Clb、C2b......Cnb由N个独立的开关控制，其中Cla与Clb的控制开关
为SI控制；C2a与C2b的控制开关为S2控制；……；Cna与Cnb的控制开关为Sn控制。
[0008]在正常工作的情况下，电压缓冲器BUFFER可以看成一个理想的电压缓冲器。假设电压缓冲器的电压增益为A，当输入电压为VTUM时，节点V—VAR的直流电压为:
V FAR=A^^mME+Tmii>iR2
— 11+12 Y
上式中Si代表电流注入部分2中第i个电流源是否接入电流，提供电流。如果该电流源接入电流，那么Si=I;如果该电流源没有接入电流，那么Si=0。Ii代表第i个电流源的电流值。
[0009]合理调整电流注入部分的电流值，可以使V_VAR做大限度的工作在电控电容的控制范围内；合理选择电流注入部分的电流值可以任意调整电流注入部分增加或者减少一个步进时的直流电压变化量以及相邻两条压控电容调谐曲线之间的频率交叠比率；合理选择电阻Rl和R2的值，可以任意调整压控振荡器频率调节曲线的增益。
[0010]该结构不受电流注入部分类型的影响，即可以使用P型电流，也可以使用N行电流源,如图3所示。
[0011 ] 另外本结构与压控振荡器的电流源类型没有关系，所以本发明也适用于N型电流源或者去掉电流源的结构中，如图4和图5所示。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1传统的压控振荡器电路；
图2本文发明的带有电压比例缩放功能的压控振荡器； 图3本文发明的带有电压比例缩放功能的压控振荡器； 图4本文发明的带有电压比例缩放功能的压控振荡器； 图5本文发明的带有电压比例缩放功能的压控振荡器。
【权利要求】
1.一种压控振荡器，带有电压比例缩放功能的压控振荡器电路，其特征在于，该电路包括: 电压比例缩放部分1，包括电压缓冲器BUFFER、电阻Rl和R2，BUFFER的输入是节点VTUNE，输出连接到节点1，BUFFER可以是单位增益电压缓冲器，也可以是带有一定增益值的电压缓冲器； 分压电阻Rl连接在节点I和节点V_VAR之间；分压电阻R2连接在节点V_VAR和节点地之间； 电流注入部分2，包括N个并联的电流源电路I1、12….1N，N是大于或者等于O的整数，每一个独立的电流源都有各自多利的通断控制开关，每个独立的电流源分别连接在节点VDD和节点V_VAR之间，电流源的电流值可以任意，一种合理的选择的从小到大的电流源取值为1、21……2nI ； 压控振荡器部分3主要由电流源lb、MOS管Ml、M2、M3、M4、电感L，电容阵列Cla、C2a……Cna、Clb、C2b……Cnb组成，电流源Ib连接在节点VDD和节点4之间，Ml的栅端接节点3相连，漏端与节点2相连，源端与地相连；M2的栅端接节点2相连，漏端与节点3相连，源端与地相连；M3的栅端接节点3相连，漏端与节点2相连，源端与节点4相连；M4的栅端接节点2相连，漏端与节点3相连，源端与节点4相连，电感L的两个输出端分别与节点2和节点3相连；电容阵列包裹Cla、C2a......Cna、Clb、C2b......Cnb等2N个电容，N是大于或者等于0的整数，电容Cla、C2a……Can的一个节点与节点2相连，另一个节点与节点V_VAR相连；Clb、C2ba……Cnb的一个节点与节点3相连，另一个节点与节点V_VAR相连，电容Cla、C2a......Cna、Clb、C2b......Cnb由N个独立的开关控制，其中Cla与Clb的控制开关为SI控制；C2a与C2b的控制开关为S2控制；……；Cna与Cnb的控制开关为Sn控制。
2.根据权利要求1所述的一种压控振荡器，带有电压比例缩放功能的压控振荡器电路，其特点在于，电压比例缩放部分I。
3.根据权利要求1所述的一种压控振荡器，带有电压比例缩放功能的压控振荡器电路，其特点在于，电流注入部分2。
4.根据权利要求1所述的一种压控振荡器，带有电压比例缩放功能的压控振荡器电路，其特点在于，电压比例缩放部分可以缩放输入电压的输出范围；电流注入部分可以更改节点。
【文档编号】H03B5/32GK103580607SQ201310569063
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】高红勇 申请人:盛云科技有限公司