[发明专利]振荡器电路

说明书

技术领域

本发明涉及具有多环路的振荡电路。

背景技术

包括有源元件A和反馈元件β的单端振荡器的基本概念在图5中示出。为了在电振荡器中开始和保持振荡，通常通过反馈网络将有源元件的输出反馈到有源器件的输入，这产生大于1的环路增益。反馈元件通常具有窄带特性。此外，可以通过对反馈元件的中心频率进行电控制来改变振荡器的振荡频率。

在图1a和1b中进一步图示了差分实现方式。为了产生具有低相位噪声的振荡器，一个或多个有源器件的快速转换(switching)是有利的。此外，如果要求低相位噪声，则由有源器件注入到谐振元件的电流与谐振元件上的电压之间的时间关系是很重要的，如图1a中所示。

为了实现快速转换，可以通过增加有源器件的增益来增加环路增益，有源器件的增益是通过具有更宽的器件(wider device)(这在FET(场效应晶体管)的情况下是有效的)，或通过增加有源器件的偏流来增加的。然而，增加功率消耗是不希望的并且更宽的晶体管将会导致更多寄生电容，这会抵制快速转换。此外，用图1a和1b中示出的共用振荡器拓扑结构以最优的方式控制注入的电流脉冲的相位是不可能的。

在图1a中，振荡器电路100a包括两个谐振元件101a和102a，这两个元件在共用端子处从供给电压110a来馈电并且被分别连接到晶体管T1a和T2a的漏极和栅极。反馈元件103a被连接在晶体管T1a的漏极和晶体管T2a的栅极之间，而反馈元件104a被连接在晶体管T2a的漏极和晶体管T1a的栅极之间。可选地，偏压源120a可以经由阻抗元件105a连接到晶体管T1a和T2a的栅极。晶体管的漏极被AC接地，可选地通过偏流源130a被AC接地。

图1b图示了另一振荡器电路100b，其中谐振元件101b被连接到有源元件T1b和T2b的漏极。包括两个晶体管T3b和T4b的有源元件分别连接到与T1b和T2b所共用的栅极和漏极。T3b的漏极被连接到T4b和T2b的共用栅极，而T4b的漏极被连接到T3b和T1b的共用栅极，从而构成反馈。所述电路是用供给电压110b通过T3b和T4b的源极来馈电的。晶体管T1b和T2b的源极被接地，可选地通过偏流源130b接地。

在根据图1b中的电路中提供附加反馈元件也是可能的。此外，电流源能够被提供于电路之上。

根据IEEE Solid State Circuits期刊，1999年5月，34卷5号的A.Ha jimiri等人的“Design Issuesin CMOS Differential LCOscillators”的现有技术，公开了振荡器的拓扑结构，其中实现了快速转换和电流脉冲优化。然而，该文件没有记载根据本发明的新颖性连接。

发明内容

本发明的目的是提供具有快速转换特性和电流脉冲优化的振荡器。本发明允许以非常紧凑(且低寄生)的方式实现。所述特性还允许基于该拓扑结构的非常高频率的VCO。

因此，根据优选实施例的本发明将提供更快和/或更优化的转换，从而对于固定的偏流而言引起较低的振荡器相位噪声。

在优选实施例中，源节点和地之间的电流为其DC分量获得较低的幅度。

由于这些原因的缘故，振荡器电路包括谐振元件、有源元件和反馈环路和包含相移元件的附加反馈环路。所述谐振元件被连接到所述有源元件的漏极，而所述反馈环路被连接到所述有源元件的栅极和所述谐振元件，并且所述附加反馈环路被连接在所述有源元件的漏极和栅极之间。

所述附加元件还可以被提供有辅助放大(supplementaryamplification)。

根据本发明的一个实施例，所述振荡器电路还包括：两个谐振元件，具有从供给电压馈电的第一共用端子和被连接到第一和第二晶体管的漏极的第二端子，所述第一和第二晶体管分别被作为有源元件提供；反馈元件，其被连接在所述第一晶体管的漏极和第二晶体管的栅极之间；以及用于每个晶体管的反馈，其包括相移元件。优选地，所述反馈包括被分别连接在所述第一和第二晶体管的漏极和栅极之间的放大器和反相器网络。晶体管的源极通过以下方式之一接地：直接接地，通过偏流源接地，经由电阻器、阻碍(impeditive)元件或电流发生器接地。偏压网络可以被连接到所述第一和第二晶体管的栅极。