[发明专利]三线压控振荡器

说明书

在用于提供振荡输出信号(vsubgt;out/subgt;)的压控振荡器VCO(30)的所描述实例中，所述VCO(30)包含第一电感器(I1)，且所述振荡输出信号(vsubgt;out/subgt;)响应于通过所述第一电感器(I1)的变化电流。所述VCO(30)还包含：第二电感器(I2)，其接近所述第一电感器(I1)且耦合到第一交叉耦合级(36、38)；以及第三电感器(I3)，其接近所述第一电感器(I1)且耦合到第二交叉耦合级(42、44)。

技术领域

本发明大体上涉及压控振荡器(VCO)技术，且更具体地说，涉及具有三线(trifilar)电感线圈的VCO。

背景技术

VCO是一种以由施加到VCO的输入电压的电平控制的频率输出振荡信号的装置(即，振荡器)。因此，理想的是，到VCO的固定DC输入电压应产生固定输出频率信号，但是所述输入电压还可变化以使VCO输出频率变化。因此，关于VCO输出频率，可施加调制输入信号以使VCO以调制频率(或相位)输出信号。

作为进一步的背景知识，图1说明大体上以10示出的常规VCO的示意图。VCO10包含偏置控制电路12，所述偏置控制电路12可根据用于偏置VCO 10的已知原理构建，如下文进一步研究。从偏置控制电路12的一个连接是到第一nMOS晶体管14的栅极，所述第一nMOS晶体管14使它的源极连接到接地。第一nMOS晶体管14的漏极连接到第二nMOS晶体管16的源极和第三nMOS晶体管18的源极。

VCO 10还包含变换器20，其以虚线方框示出且包含第一电感器I1和第二电感器I2，其中根据熟知的点规定示出电感器I1和I2之间的极性。电感器I1的第一端子T1I1连接到nMOS晶体管16的漏极，电感器I1的第二端子T2I1连接到nMOS晶体管18的漏极，且电感器I1的中心抽头连接到示出为VDD的固定电压电位。电感器I2的第一端子T1I2连接到第三nMOS晶体管18的栅极，电感器I2的第二端子T2I2连接到第二nMOS晶体管16的栅极，且电感器I2的中心抽头连接到偏置控制电路18。提供振荡器输出信号vout作为第二nMOS晶体管16和第三nMOS晶体管18的相应漏极之间的差分信号。

一般来说，在操作中，VCO 10基于变换器20的电感和寄生电容、nMOS晶体管16和18的寄生电容以及来自偏置控制电路12的偏压，提供vout的频率响应，从而基于nMOS晶体管14的偏置进一步控制对vout的促成作用。因此，能量在电感和电容之间振荡，从而产生振荡输出vout。在电路中，还存在电阻(其自身将易于减弱电路的响应)，但是VCO 10具有负电导(有时也被称作-R)以补偿此电阻。在VCO 10中，通过由nMOS晶体管16和18关于电感器I2的交叉耦合配置提供的正反馈实现负电导。更具体地说，电感器I1的电感与电容组合以提供谐振输出，同时还将信号诱导到电感器I2中，所述电感器I2是交叉耦合的并由此向nMOS晶体管16和18的栅极提供同相正反馈，从而维持vout。

上述和相关方法服务于各种需要，但是它们同样具有各种缺点。例如，当VCO 10实施在(例如，硅)集成电路中时，通常使用后端金属工艺的不同层构建变换器电感器。因此，对于两个电感器变换器，每一电感器通常建构在单独的金属层中，从而消耗相当大数量的二维面积，其中对于众多装置和应用来说，面积本身就可为关键设计考虑因素。此外，在已指定用于VCO的此类变换器面积的情况下，希望具有各种性能量度。第一且关键的此类量度是所消耗的功率。第二量度是相位噪声，所述相位噪声是关于给定偏压的vout频率的准确性的优值，其中此类准确性还包含在给定偏压下围绕预期频调抖动的敏感性。

发明内容

在用于提供振荡输出信号的压控振荡器(VCO)的所描述实例中，VCO包含第一电感器，且振荡输出信号响应于通过第一电感器的变化电流。VCO还包含：第二电感器，其接近第一电感器且耦合到第一交叉耦合级；以及第三电感器，其接近第一电感器且耦合到第二交叉耦合级。

附图说明

图1说明常规压控振荡器的电气示意图。