[发明专利]电感增强型旋转行波振荡电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及旋转行波振荡器，更具体地，涉及一种电感增强的种振荡器的。此外，本发明还涉及一种改进的电感器。

背景技术

美国专利6556089描述了一种旋转行波振荡器(RTWO)，在此通过将其作为整体参考并入。图1表示该振荡器的通常布置，它包括一对导线作为传输线，奇数数目的相位反转的元件，如分频器，连接到所述导线，和多个再生元件。如图1所示，传输线包括导线15a、15b以及一个分频器19，需要奇数数目的分频器以保持传输线上的振荡器。图1还示出了多个再生元件21，连接在沿着传输线的并处于线路上的导线15a和15b之间的空间隔离的位置。再生元件在线路上建立行波，并通过向线路提供能量以弥补小的损耗从而维持着波。

图2表示一个再生元件的一个实施例，一对跨接耦合的CMOS反相器。每个反相器的p沟道晶体管连接在第一电位V_DD和传输线的一个导线之间。每个反相器的n沟道晶体管连接在传输线的同一个导线和第二电位VSS之间。在各个反相器中，两个晶体管的栅极的输入是传输线的另一导线，从而跨接耦合反相器。当波传输经过它们，跨接耦合的反相器进行切换，供给波以能量从而保持其振幅。只要再生元件呈现负电阻，它就可以执行启动和维持线路上的行波的功能。例如，美国专利7545225的再生装置可以执行所需的功能。

图3表示一个将再生元件连接到线路的一种方法。这样的连接偏置波的旋转方向，由于波先到达该反相器的栅极，在到达它们的漏极之前，如美国专利7218180所描述的，在此通过将其作为整体参考并入。这使得跨接耦合的反相器得到它们进行切换所需要的时间，正当波到达它们的输出时。因为开关是精心时控的，再生元件不会明显干扰振荡器的周期，由此导致低的相位噪声。

图4表示一个折叠的旋转时钟，它是专利7218180中有所描述。折叠旋转时钟具有六个折叠和一个分频器。如专利7218180所描述的，折叠具有提供连接到再生元件以在特定方向上偏置波的便利的优点。

图5在细节上表示到折叠线上的再生元件的连接，以使行波被偏置可以在一个特定的方向行进。请注意，波到达栅极之后到达反相器的漏极的时间是由折叠的长度确定。在所示的插入86，波先到达位置100，逆变器94的栅极上，在它到达位置102，逆变器94的漏极之前。因此，这种布置允许调整折叠的长度、反相器延迟。

发明内容

本发明的一个实施方式是一种交错的旋转行波振荡器。交错的振荡器包括第一旋转行波振荡器和第二旋转行波振荡器。第一旋转行波振荡器(RTWO)包括第一对导线和第一分频器，其中第一对导线与第一分频器连接以形成第一闭合回路。第二旋转行波振荡器(RTWO)包括第二对导线和第二分频器，其中第二对导线与第二分频器连接以形成第二闭合回路。第二闭合回路与第一闭合回路占有近似相同的物理区域；第一和第二分频器的导线空间上隔开，并在一个足够的长度上相互平行，因而该分频器的电感增大。

本发明的一个优点是，操作振荡器所需要的功率减小。

另一个优点在于，相位噪声得到改善。

再一个优点是，交错的振荡器是自然锁相。

再一个优点是，多个振荡器需要的面积不与单个振荡器的需求实质性的增加。

附图简要说明

参照下面的描述、附及的权利要求以及相应的附图，将会更好的理解本发明的这些以及其它特征、方面和优点。

图1示出一个旋转行波振荡器的总体布置；

图2示出一对跨接耦合的反相器的再生装置的实施例，即；

图3示出将再生装置连到线路上的一种方式；

图4示出如在美国专利7218180中描述的折叠旋转时钟；

图5示出更详细的折叠线路上的一个再生元件的连接，将波偏置以使其在一个特定的方向行进；

图6示出了本发明的一个实施例；

图7示出了本发明第二实施例；

图8示出图6的实施例的横截面；

图9示出在图7的实施例的横截面；

图10示出了图6的实施例中代表性的再生元件的放置；

图11示出了本发明另一个实施例，其中第一或第二实施例的传输线形成一个闭环；

图12示出传输线的一部分的透视图；

图13示出传输线的一部分的透视图；

图14示出一种替代的RTWO装置，其包括一对交错的RTWO；

图15A示出了在导线Ap、An，为清楚起见表示为零厚度的线，对该RTWO对中的第一个RTWO；