[发明专利]一种电压转换频率线性度补偿的LC振荡器

说明书

技术领域

本发明属于射频无线通信和集成电路技术领域，涉及高频率、低相位噪声、宽调节范围的压控振荡器，尤其涉及一种电压转换频率线性度补偿的LC振荡器。

背景技术

随着民用无线通信的飞速发展，手机基本上是每个成年人都有一部；而随着时代的进步，GPS、北斗等卫星导航定位也以成为人们生活中的一部分；工作、生活的便捷、多样性也使人们逐渐摆脱有线网络和地点的限制，利用无线局域网(WLAN)、蓝牙(Bluetooth)通讯上网，也会在闲暇的时候随时随地的打开移动数字电视(CMMB)，收看感兴趣的电视节目。能实现多模式、多标准的接收机或收发机，在市场中越来越受欢迎，而从成本、面积、体积上讲，单射频芯片成为最佳解决方案，而单射频芯片的“心脏”是压控振荡器。为了兼容多模式、多标准，压控振荡器的频率调节范围必须覆盖这些频段和频点，而考虑到工艺和温度偏差，实际设计的调节范围一般达到了所需求调节范围的2倍或以上。而由于集成的可变电容，其电压与电容的线性关系只在某一段区域，更加剧了宽频带压控振荡器的设计难度。

在已有的技术方案中，一种是采用极大的电压转换频率增益来实现，这种宽频带压控振荡器，相位噪声性能差，控制电压的一个极小波动，都会引起一个较大的频率变化；另外一种是采用离散调谐且相邻子波段会有调谐频率重叠的多子波段调谐来实现，这种方法结构复杂，且没有克服其有效的电压调节范围和线性的调节范围只是某一段区域。第三种是对可变电容的电压转换频率进行线性度补偿，使其调节范围更大。

在现有的技术中，申请号：200510023303.6，名称为“采用阶跃电容的压控振荡器调谐曲线的确定方法”的发明专利，其可变电容采用阶跃电容实现，所提方法中存在缺陷：(1)每次电路设计都需杂而精确的计算，(2)电压-转换频率的曲线，只是局部线性，不是从电压零到控制电压的最大值(电源电压)全线性的。申请号：200910248043.0，名称为“一种低相位噪声宽带正交压控振荡器”的发明专利，其中，可变电容由三路并联且同时工作的电容构成，所提方法中存在缺陷：(1)使LC调谐回路的等效电容增大，振荡频率降低，有效调谐范围变小，(2)三路并联得到的等效电容计算复杂，存在几个交界点且无法保证在整个控制电压调节范围内的线性。

发明内容

本发明的目的是克服片上集成可变电容的电容值C不是一直随两端电压V线性变化的问题。本发明提出一种电压转换频率线性度补偿的LC振荡器，振荡器的频率调节是随控制电压一直线性变化，使控制电压转换频率的增益在整个控制电压的变化范围内保持基本稳定。本发明目的是通过以下技术方案实现。

一种电压转换频率线性度补偿的LC振荡器，其在于：该电压转换频率线性度补偿的LC振荡器简称LC振荡器由有源放大电路，谐振网络和电流源偏置电路组成，全部电路片内集成，或者除电感外的电路片内集成；

LC振荡器为负阻二端结构，负阻结构LC振荡器的谐振网络的可变电容C为电压转换频率线性度补偿电容C-Varactor；谐振网络两端跨接在有源放大电路两个负载端，电流源偏置电路与有源放大器串联连接。

述的LC振荡器，其在于所述负阻结构的LC振荡器由负阻放大器、正反馈LC调谐回路和电流源偏置电路组成；其中：

负阻放大器由二部分组成，负阻放大器的一个源极端连接电流源偏置电路的Vt端，负阻放大器的另一个源极连接电源；

LC调谐回路由并联连接的电感L和可变电容C组成，LC调谐回路接在负阻放大器两端；可变电容C为电压转换频率线性度补偿电容(C-Varactor)实现。

所述的LC振荡器，其在于所述负阻放大器为互补的场效应管交叉耦合结构电路，负阻放大器11由两个互补的场效应交叉对管MP1和MN1、MP2和MN2构成；MP1和MN1的栅-栅极相连接VP端，MP1和MN1的漏-漏极相连接VN端；MP2和MN2的栅-栅极相连接VN端，MP2和MN2的漏-漏极相连接VP端，MP1和MP2的源极相连接电源VDD，MN1、MN2的源极接电流源MPc 13的漏极，MP1、MN1的栅极、漏极与MP2、MN2的漏极、栅极分别交叉相接，MP1和MN1漏极的VN端，MP2和MN2漏极的VP端对应并接LC调谐回路12的两端。