[发明专利]无线传感器所用电压控制振荡器的变压装置、电路及方法

说明书

在一些方面，无线传感器装置包括电压控制振荡器。电压控制振荡器包括第一反相器、第二反相器、以及连接在第一反相器和第二反相器之间的变压器。第一反相器包括第一反相器输入节点和第一反相器输出节点。第二反相器包括第二反相器输入节点和第二反相器输出节点。变压器包括初级绕组部、第一次级绕组部和第二次级绕组部。初级绕组部连接在第一反相器输出节点和第二反相器输出节点之间，并且感应耦接至第一次级绕组部和第二次级绕组部。第一次级绕组部连接在初级绕组部和第一反相器输入节点之间。第二次级绕组部连接在初级绕组部和第二反相器输入节点之间。

技术领域

本申请要求2016年2月9日提交的、标题为“Transforming Voltage in a VoltageControlled Oscillator for Wireless Sensor Devices(对无线传感器装置所用的电压控制振荡器中的电压进行变压)”的美国申请15/019,480的优先权，其通过引用而并入于此。

背景技术

以下说明涉及对无线传感器装置所用的电压控制振荡器中的电压进行变压。

许多无线装置检测射频(RF)信号并将这些射频(RF)信号下变频为较低的频率以进行信号处理。许多无线装置还可以将基带信号上变频为较高的频率以进行信号传输。可以通过使用于用来自本地振荡器的参考信号的混频器来对信号进行上变频或下变频。本地振荡器可以包括用于生成参考信号的电压控制振荡器。

附图说明

图1是示例性无线传感器装置的框图。

图2是示例性电压控制振荡器(VCO)的电路图。

图3是示例性反相器的电路图。

图4是图3的示例性反相器的小信号电路表示。

图5是示例性VCO的电路图。

图6是具有两个输入节点的示例性反相器的小信号电路表示。

图7是具有两个输入节点的示例性反相器的电路图。

图8是具有两个输入节点的另一示例性反相器的电路图。

图9是示例性粗调谐系统的图。

图10是另一示例性粗调谐系统的图。

图11是示出示例性开关电容器组(SCB)的示意图。

图12是示例性电容器组元件的电路图。

图13是示例性VCO的集成电路布局。

图14是示例性VCO输出频率的绘图。

图14A是图14中所示的绘图的一部分的放大视图。

具体实施方式

以下说明一般涉及电压控制振荡器(VCO)。这里所述的示例性VCO例如可用在无线传感器装置的本地振荡器中、或者用于其它背景中。在一些实现中，这里所述的主题提供了诸如更大的频率调谐范围、更好的调谐特征等的优点或者其它优点。

在这里所述的一些示例性VCO中，LC(电感器-电容器)谐振回路振荡器设置VCO所产生的参考信号的频率，并且放大器电路补偿LC谐振回路中的信号损耗。可以例如使用将VCO所输出的信号的相位和频率与外部参考信号进行比较的锁相环(PLL)来保持VCO所生成的信号的频率和相位。可以利用 PLL例如经由用于控制LC谐振回路的电容的调谐系统来发起对VCO的相位或频率的调整。在信号被放大器电路放大并被LC谐振回路滤波的情况下，正弦振荡能够以LC谐振回路的谐振频率增长。例如在放大器特征(以跨导为单位的增益)和LC谐振回路阻抗产生大于单位的增益的情况下，振荡可以以稳定状态持续。