[实用新型]一种压控振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及振荡器领域，尤其涉及一种压控振荡器。 

背景技术

频率调谐增益简称为Kvco，在压控振荡器（如电感电容压控振荡器LC-VCO、科尔皮兹振荡器等）的设计中，是一个重要的指标，以LC-VCO为例，Kvco的大小不仅影响LC-VCO的频率调谐范围，还直接影响锁相环PLL的噪声传输函数，而且对LC-VCO自身的相位噪声性能影响较大，通常Kvco越大，相位噪声性能越差，在保持频率调谐范围不变的前提下，总是希望尽可能降低Kvco。 

为了降低Kvco，现有LC-VCO采用可编程开关电容阵列（DCCA：digitally controlled capacitor array）的设计方法，即采用DCCA实现频率粗调，而后采用变容管实现频率细调，也就是说，先通过DCCA在大范围内将LC-VCO调谐到某个频点，接着以该频点为中心采用变容管进行小范围的细调，使原本仅有的一条调谐曲线划分成多条子调谐曲线（sub tuning curves），如图1所示，图1为现有采用开关电容阵列的LC-VCO的多条子调谐曲线的示意图，Vtune为变容管调谐电压，Vmin和Vmax分别是调谐电压的最小值和最大值，fosc为振荡频率，fmin和fmax分别是振荡频率的最小值和最大值，L0～L3分别是第1～4条子调谐曲线，变容管的调谐范围只需要覆盖相邻两条子调谐曲线之间的频率间距即可，以采用了4条子调谐曲线（L0、L1、L2、L3）为例，则Kvco降为原来的1/4，如果原来为400MHz/V，则现在为100MHz/V，这种设计方法在不影响频率调谐范围（fmin至fmax）的前提下，降低了Kvco，成为了现代LC-VCO设计的基本方法。 

然而，虽然这种设计方法降低了Kvco值，但是由于MOS变容管C-V曲线固有的非线性特性，使得每条子调谐曲线上Kvco的变化很大。选取任意一条子调谐曲线，频率对调谐电压Vtune求导得到Kvco随Vtune的变化曲线，如图2所示，图2为图1所示多条子调谐曲线中任意一条子调谐曲线上Kvco随Vtune的变化示意图，在调谐电压范围（V_min至V_max）的中间处V_mid，Kvco为最大值k_max，在调谐电压范围的两端处V_min、V_max，Kvco为较小值k_min，整条Kvco曲线近似是左右对称的凸曲线。这种凸曲线是典型情况，如果不做任何处理，同一条子调谐曲线上k_max与k_min可能会相差2倍以上，这对于PLL的环路稳定性和环路相位噪声优化非常不利。因此，有必要降低每条子调谐曲线上Kvco的变化，让Kvco尽可能维持恒定。 

实用新型内容

本实用新型提供一种压控振荡器，解决现有技术中采用开关电容阵列的压控振荡器的子调谐曲线上调谐增益变化较大的问题。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案: 

一种压控振荡器包括电感电容并联谐振腔、尾电流源、PMOS交叉耦合对和NMOS交叉耦合对；电感电容并联谐振腔包括并联的电感、开关电容阵列和变容管阵列；PMOS交叉耦合对包括第一PMOS管和第二PMOS管；第一PMOS管和第二PMOS管的源极均接至所述尾电流源的输出端，第一PMOS管和第二PMOS管的漏极分别接至所述电感电容并联谐振腔的两个输出端；第一PMOS管和第二PMOS管的栅极分别接至所述电感电容并联谐振腔与其漏极连接相异的输出端；NMOS交叉耦合对包括第一NMOS管和第二NMOS管；第一NMOS管和第二NMOS管的源极均接至地电平，第一NMOS管和第二NMOS管的漏极分别接至所述电感电容并 联谐振腔的两个输出端；所述第一NMOS管和第二NMOS管的栅极分别接至所述电感电容并联谐振腔与其漏极连接相异的输出端；所述电感电容并联谐振腔的两个输出端的平均电压、所述PMOS交叉耦合对与所述尾电流源之间的节点电压和/或所述地电平分别输入至所述变容管阵列。 

在本实用新型一实施例中，该变容管阵列包括并联的第一变容管对、第二变容管对和第三变容管对；所述电感电容并联谐振腔的两个输出端连接在第一变容管对的两端，所述PMOS交叉耦合对与所述尾电流源之间的节点通过隔直流加偏置的方式连接在第二变容管对的两端，所述地电平通过隔直流加偏置的方式连接在第三变容管对的两端。