[实用新型]一种变压器耦合的正交压控振荡器

说明书

本实用新型提供一种变压器耦合的正交压控振荡器。所述变压器耦合的正交压控振荡器包括：第一压控振荡器、第二压控振荡器，所述第一压控振荡器和所述第二压控振荡器通过连接在其电路中的四个变压器的初级线圈和次级线圈关联，实现正交的四相位信号输出。本实用新型采用无源的变压器耦合技术，既不会消耗多余的电流，也不会牺牲输出电压摆幅空间，由于没有引入额外的寄生电容，所以频率调谐范围也不会受到影响，非常适合当前的低电压、低功耗、高性能的发展趋势。

技术领域

本实用新型涉及压控振荡器技术领域，具体涉及一种变压器耦合的正交压控振荡器。

背景技术

随着移动通信芯片朝着低成本、低功耗、小尺寸方向的发展，镜像抑制、低中频和零中频架构越来越多的被射频收发芯片所采用，因此，高精度I/Q正交振荡器越发显得重要。

实现正交四相位的I/Q信号，有多种方法，例如：SCL二分频电路、RC-RC移相器、环形振荡器以及有源晶体管注入电路和无源耦合电路。

SCL二分频电路，需要工作在两倍频率处，因此产生的功耗较大。RC-RC移相器技术的缺点是无源网络产生信号衰减，以及R/C值由于工艺的偏差带来的I/Q信号相位和幅度的不匹配。偶数级的环形振荡器可以直接产生正交信号，但是相位噪声太大，限制了其在产品及的应用。

晶体管注入振荡器由于其出色的相位噪声、较大的调谐范围，受到产品级应用的青睐。实现方法是将两个完全相同的压控振荡器(VCO)，通过晶体管注入耦合，将四个输出信号的电路节点强行钳制在I+、I-、Q+和Q-四个相位。晶体管注入耦合有两种方式：并联式和串联式。

图1是传统的一种并联式晶体管注入正交振荡器的组成示意图。如图1所示，并联式晶体管注入结构存在两个缺点：1.并联注入的晶体管消耗额外的电流，产生额外的功耗；2.并联的晶体管在信号输出的四个节点，产生寄生电容，这些寄生电容会限制压控振荡器的频率调谐范围。

为了克服并联式结构的天生缺陷，人们又提出了一种新的串联式晶体管注入结构。图2是传统的一种串联式晶体管注入正交振荡器的组成示意图。如图2所示，该方法采用晶体管叠加技术，在产生负阻的晶体管对上面再叠加一个电流注入晶体管，产生正交四相位信号输出。这种串联式的结构避免的并联式结构的两个缺陷，但是引入一个新的问题，就是由于晶体管的叠加，需要消耗多余的压降，在信号输出节点产生的输出电压摆幅降低，对后级电路模块，例如混频器的驱动电压降低，会给后级电路造成增益降低、噪声系数增加等问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型实施例拟提供一种新的变压器耦合的正交压控振荡器。

本实用新型实施例提供了一种变压器耦合的正交压控振荡器，包括：第一压控振荡器、第二压控振荡器，所述第一压控振荡器和所述第二压控振荡器通过连接在其电路中的四个变压器的初级线圈和次级线圈关联，实现正交的四相位信号输出。

进一步地，所述第一压控振荡器包括：第一变压器初级线圈，一端连接电源；第一晶体管，漏极连接所述第一变压器初级线圈的另一端；第三变压器初级线圈，一端连接所述电源；第三晶体管，漏极连接所述第三变压器初级线圈的另一端；第二变压器次级线圈，一端连接所述第一晶体管的漏极；另一端连接所述第三晶体管的栅极；第四变压器次级线圈，一端连接所述第三晶体管的漏极；另一端连接所述第一晶体管的栅极；第一电容器，一端连接在所述第一晶体管的漏极，另一端连接控制电压；第一电容器，一端连接在所述第一晶体管的漏极，另一端连接所述控制电压；第一电流源，一端连接所述第一晶体管的源级和所述第三晶体管的源极，另一端连接电源地。