[发明专利]一种振荡器

说明书

一种振荡器，用以提供低相位噪声，包括：谐振单元(10)、交叉耦合的电流源单元(30)、和耦合在电流源单元(30)和谐振单元(10)之间的正反馈单元(20)；谐振单元(10)，用于产生具有第一振荡频率的差分振荡信号；正反馈单元(20)用于接收差分振荡信号，并对差分振荡信号做增益增强得到差分输出振荡信号；电流源单元(30)，用于为谐振单元(10)和正反馈单元(20)提供可调偏置电流。由于电流源单元(30)为正反馈单元(20)和谐振单元(10)提供可调偏置电流，并与正反馈单元(20)构成Gm‑boosted结构，使得正反馈单元(20)能够对接收到的差分振荡信号做增益增强得到差分输出振荡信号，因此，可以在保证振荡器正常启动的条件下，通过减小偏置电流，降低振荡器的功耗。

技术领域

本发明实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种振荡器。

背景技术

振荡器作为电子系统的重要单元之一，其应用范围非常广泛。通常振荡器的功耗和相位噪声是衡量振荡器性能的主要参数，所以具有低功耗、低相位噪声的振荡器一直是被长期研究的课题。

现有技术中，提供一种Cross coupled(交叉耦合)负阻振荡器(以下简称振荡器)，如图1a所示，该振荡器包括：谐振单元10以及与谐振单元10连接的交叉互补有源单元11。其中，谐振单元10用于产生具有一定振荡频率的振荡信号；交叉互补有源单元11用于补偿谐振单元10的能量消耗，以使得谐振单元10输出稳定的振荡信号。

振荡器的相位噪声计算公式为：

其中，Δω表示振荡器所处理或生成的载波的频偏，表示电流噪声的功率谱密度，表示Γ_eff(ωt)函数的均方根值，q_max表示电流噪声源的最大电荷量。

Γ_eff(ωt)＝Γ(ωt)×α(ωt) (2)

Γ(ωt)为ISF(脉冲敏感函数，Impulse Sensitivity Function)，α(ωt)为相位随时间变化的NMF(噪声调制函数，Noise-modulating Function)，ISF描述的是在某个时间点，在某个节点上注入单位脉冲电流而引发的输出信号的相位的偏移程度。由于上述如图1a所示的Cross coupled负阻振荡器产生的振荡信号的波形为正弦波，因此，通过在不同时间点向该Cross coupled负阻振荡器中注入单位脉冲电流，再进行仿真得到如图1b所示的该Cross coupled负阻振荡器的ISF_eff(即公式(2)中的Γ_eff(ωt))函数曲线。从图1b中可以看出ISF_eff的值在一个振荡周期(2π)中只有π/2时间段(即3π/2到2π)为0，其余3π/2时间段(即0到3π/2)均不为0。所以结合公式(1)和(2)可知，在一个振荡周期中，该Cross coupled负阻振荡器的相位噪声比较大，因此，该Cross coupled负阻振荡器的相位噪声性能比较差。

发明内容

本发明实施例提供一种振荡器，能够达到低功耗的性能要求。

第一方面，本发明实施例提供一种低功耗低相位噪声的振荡器，包括：谐振单元、交叉耦合的电流源单元、和耦合在电流源单元和谐振单元之间的正反馈单元；该谐振单元，用于产生具有第一振荡频率的差分振荡信号；该正反馈单元，用于接收上述差分振荡信号，并对上述差分振荡信号做增益增强得到差分输出振荡信号；电流源单元，用于为上述谐振单元和上述正反馈单元提供可调偏置电流。

本本发明实施例提供一种振荡器，由于电流源单元可以为正反馈单元和谐振单元提供可调偏置电流，并与正反馈单元构成Gm-boosted(跨导增强)结构，使得正反馈单元能够对接收到的差分振荡信号做增益增强得到差分输出振荡信号，因此，可以在保证振荡器正常启动的条件下，通过减小偏置电流，降低本发明实施例提供的振荡器的功耗。