[发明专利]一种快速起振、低相位噪声的射频振荡器集成电路

说明书

本发明涉及一种快速起振、低相位噪声的射频振荡器集成电路，其解决了现有集成电路在低压工作状态下的起振时间较长、振荡不容易稳定、相位噪声高等技术问题，所述射频振荡器使用了GM‑boos技术、快速起振技术和开关电容阵列技术，包含开关电容阵列、输出缓冲级、核心振荡三个部分。所述射频振荡器综合采用上述三个技术，实现了7‑9GHz的离散调频、每个频点上高于1GHz的带宽和每个频点处不高于‑114dBc/Hz@1MHz的相位噪声以及不高于30pJ/Pluse的功耗，可以作为7‑9G超宽带(UWB)系统的频率源使用，具有快速起振、高带宽、低相位噪声、低功耗的特点。

技术领域

本发明涉及一种射频放大电路技术领域，特别是涉及一种快速起振、低相位噪声的射频振荡器集成电路。

背景技术

随着射频集成电路工艺及技术的发展，无线技术朝着大数据容量、高速率方向发展，超宽带(UWB)技术是目前解决短距离高速通信应用问题的最具前景的无线通信技术。它具备保密性好、功耗低、数据率高、抗多径能力强等优势。综合我国UWB应用要求以及FCC标准要求，应当使用7-9GHz的频段作为UWB应用频段，该振荡器以此为基础设计。为了达到超宽带的带宽要求，需要振荡器拥有极短暂的起振时间，同时为保证通信质量，需要振荡器同时具有低相位噪声的特性。

在集成电路中由于在片无源器件低Q值的影响存在起振时间较长、振荡不容易稳定、相位噪声高的问题。

发明内容

本发明为了解决现有集成电路在低压工作状态下的起振时间较长、振荡不容易稳定、相位噪声高等的技术问题，提供一种快速起振、低相位噪声的射频振荡器集成电路结构。

本发明提供一种快速起振、低相位噪声的射频振荡器集成电路，包括：

核心振荡电路模块，核心振荡电路模块用于完成主要的振荡过程；

GM-boost负阻网络，GM-boost负阻网络用于提供负反馈回路，减小相位噪声，改变振荡器的脉冲响应函数；

辅助起振模块，辅助起振模块使振荡回路出现频谱分量丰富的脉冲，加快起振的速度；

开关电容阵列，开关电容阵列使谐振回路中总的电容量增加，谐振频率降低，同时提供交流电补偿；

输出缓冲级模块，输出缓冲级模块用于阻抗变换，减少下级电路对振荡器的负载牵引效应；

核心振荡电路模块与输出缓冲级模块相连，核心振荡电路模块受辅助起振模块、开关电容阵列和GM-boost负阻网络控制，射频振荡器集成电路的最终输出端位于输出缓冲级模块之后。

优选地，核心振荡电路模块包括第一电感和第一电容，第一电感与第一电容并联。

优选地，GM-boost负阻网络由第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容组成；其中第一MOS管源端与第二MOS管漏极相连，第一MOS管栅极与第三MOS管漏极相连，第二MOS管栅极与第一MOS管栅极相连也连接到第三MOS管漏极，第五电容与第一MOS管并联，第四电容与第二MOS管并联，第三MOS管源极与第四MOS管漏极相连，第三MOS管与第四MOS管栅极相连并同时连接到第一MOS管的漏极，第二电容与第三MOS管并联，第三电容与第四MOS管并联，第一MOS管漏极与第三MOS管漏极电路中的核心振荡电路模块相连，其中第三MOS管与核心振荡电路模块的左端相连，第一MOS管的漏极与核心振荡电路模块右端相连。

优选地，辅助起振模块由单个MOS管构成，包括电路左侧的第二PMOS管和电路右侧的第一PMOS管，第二PMOS管与第一PMOS管的源极均与电源端相连接，第一PMOS管与第二PMOS管的栅极相连均连到外面的开关信号。