[发明专利]射频振荡器

说明书

本发明涉及一种射频振荡器(100)，所述射频振荡器(100)包括：谐振器电路(101)，当所述谐振器电路(101)在差模中受激励以及所述谐振器电路(101)在共模中受激励时，其产生谐振，其中所述谐振器电路(101)在所述差模中受激励时具有差模谐振频率，并且其中所述谐振器电路(101)在所述共模中受激励时具有共模谐振频率；第一激励电路(103)，其用于在所述差模中激励所述谐振器电路(101)，以获得在所述差模谐振频率下振荡的差模振荡器信号；以及第二激励电路(105)，其用于在所述共模中激励所述谐振器电路(101)，以获得在所述共模谐振频率下振荡的共模振荡器信号。

技术领域

本发明涉及射频(RF)振荡器的领域。

背景技术

射频振荡器广泛用于各种应用中，例如多模多频段应用。射频振荡器通常包括作为频率选择性元件的谐振器电路，其中谐振器电路包括电感器和电容器。连接电感器和电容器，以使它们处于特定谐振频率下的谐振中。为了提供射频振荡器的高调谐范围，已应用不同的方法。

提供增大的调谐范围的一种例示性方法是采用两个单独的射频振荡器，它们具有单独的谐振器电路并且使用高频复用器，这可使功率消耗和底噪增大，并且可能会需要大管芯面积。在法诺里(L.Fanori)等人的“具有同心8字形线圈的2.4GHz到5.3GHz双核CMOSVCO”中，描述了一种具有单独谐振器电路的拓扑，所述文章见于2013年17日至21日的ISSCC数字科技论文(ISSCC Dig.Tech.Papers)，第370页到372页。

另一例示性方法是基于射频振荡器内高阶LC谐振器电路的偶数和奇数谐振模式之间的切换。可实现谐振分离度在不同模式中达到最高，但是这会导致LC谐振器电路的尺寸较大。在李(G.Li)等人的“基于模转换的分布式双频段LC振荡器”中，描述了使用模转换的拓扑，所述文章见于2011年1月IEEE TMTT第59卷第1期，第99到107页。

提供高调谐范围的普通射频振荡器遭受底噪增大和/或尺寸增大的问题，当实施为半导体衬底上的射频集成电路(radio frequency integrated circuit，RFIC)时尤其如此。

发明内容

本发明的目标为提供高效射频振荡器。

此目标通过独立权利要求项的特征实现。进一步的实施形式通过附属权利要求项、描述以及图式清楚可见。

本发明是基于以下发现：可以采用谐振器电路，其中谐振器电路在差模中受激励时以及在共模中受激励时产生谐振。当在差模中受激励和在共模中受激励时，谐振器电路可具有不同的谐振频率，其中差模谐振频率和共模谐振频率可为可调谐的。这种差别可能是由于当谐振器电路在差模或共模中受激励时的不同的磁耦合或电感耦合系数km。具体来说，在差模中，耦合系数可能较高，而在共模中，耦合系数可能较低。

谐振器电路在差模中通过第一激励电路激励，并且在共模中通过第二激励电路激励。因此，提供了在差模谐振频率下振荡的差模振荡器信号和在共模谐振频率下振荡的共模振荡器信号。谐振器电路和第一激励电路可被布置以形成交叉耦合的振荡器或变压器耦合的振荡器。谐振器电路和第二激励电路可被布置以形成考毕兹振荡器。因此，射频振荡器采用单个谐振器电路或槽电路。此外，使用共模振荡可获得额外的调谐范围，且不损失任何面积或降低差模振荡性能。

提供了射频振荡器和谐振器电路的高效结构，其允许射频振荡器的高调谐范围，同时具有较小的尺寸。射频振荡器和谐振器电路可为紧凑型。谐振器电路和射频振荡器适于实施为半导体衬底上的射频集成电路(radio frequency integrated circuit，RFIC)。