[发明专利]一种新型结构的F23类压控振荡器

说明书

本发明属于无线通信技术领域，涉及压控振荡器，具体为一种新型结构的F23类压控振荡器；用以克服传统的F23类压控振荡器调谐过于复杂、有待进一步优化的问题。本发明F23类压控振荡器包括：第一谐振腔，交叉耦合管对及第二谐振腔；本发明相对于传统结构的F23类压控振荡器结构简单；将原有的变压器替换为电感，简化了电路的复杂度，在实际使用中降低了调谐的难度，使得压控振荡器更容易处于理想工作状态；同时，采用了一种新型电感结构，可以配合电容在奇次和偶次谐波输入时呈现不同的谐振峰，且随电容变化谐振峰比例不变；另外，本发明在mos管的漏极和源极分别形成基波、二三次谐波的方法，符合F23类压控振荡器的理论基础，有效分离了基波和谐波成分。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及压控振荡器，具体为一种新型结构的F23类压控振荡器。

背景技术

随着无线通信技术的迅猛发展，其方便、高速、快捷的通信方式使其广泛应用于汽车雷达、物联网技术的结合以及5G计划的推进。而频率源作为射频收发系统中重要的环节，其性能优劣对于无线信号传输影响重大。压控振荡器作为频率源的核心模块，很大程度上影响着整个频率源的性能，因此应用于高频的低噪声压控振荡器得到了越来越大的关注；然而随着频率升高，各类器件的寄生效应会使得其品质因数降低，恶化了压控振荡器的相位噪声。

对于改善高频工作下压控振荡器的相位噪声，近些年来不断涌现出了许多新型的结构；其中在F类压控振荡器的基础上引入共模信号的结构称之为F23类压控振荡器。传统的F23类压控振荡器如图1所示，利用变压器初级、次级分别接到mos管的栅极和漏极，在原来F类的基础上通过引入共模通路从而在一、三次谐波的基础上加上二次谐波；在这三类谐波的叠加下mos管的漏源极呈现一个近似方波的波形，根据脉冲灵敏度函数的理论，方波引入的噪声最小，因此这种结构能够大大的优化了相位噪声。但是，由变压器和电容、变容管形成的谐振腔其谐振峰是否处于一、二、三次的比例与初级线圈感值、次级线圈感值、电容值、变容管电容值都有关，所以在压控振荡器调谐时，必须要改变多对电容从而使得谐振峰比例为一、二、三倍；调谐的复杂性大大降低了其实用性，除此之外，变压器的品质因数不高也制约了此类结构的进一步优化。

发明内容

本发明的目的在于针对传统的F23类压控振荡器调谐过于复杂、有待进一步优化的问题，提出一种新型结构的F23类压控振荡器，采用新的电感结构，通过在交叉耦合对源极增加一个固定比例的电感，通过改变电容值就能改变振荡器工作频率，而且固定电感使得在一定带宽内谐振腔的谐振峰依然呈2:3的比例；从而简化了调谐时将谐振腔调整到理想状态的步骤，这种结构取代了变压器，少用一对变容管为进一步优化相位噪声提供了可能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新型结构的F23类压控振荡器，包括：第一谐振腔，交叉耦合管对及第二谐振腔，其特征在于：

所述交叉耦合管对由MOS管M1、MOS管M2构成，所述MOS管M1的栅极连接MOS管M2的漏极，所述MOS管M1的漏极连接MOS管M2的栅极；

所述第一谐振腔由电感L1、变容管构成；所述变容管与电感L1并联后两端分别与MOS管M1、MOS管M2的漏极相连，且两个连接端分别作为压控振荡器的输出端OUT+、输出端OUT-；所述电感L1的中心抽头接电源VDD，所述变容管由两个变容管C_var串联组成、两个变容管C_var之间加入调谐电压；

所述第二谐振腔由电感Lc、两个相同电容C、两个相同电感Ld构成；所述两个电感Ld串联后两端分别与MOS管M1、MOS管M2的源极相连，所述电感Lc一端接于两个电感Ld中间、另一端接地，所述两个电容C一端均接地、另一端分别与MOS管M1、MOS管M2的源极相连。

进一步的，所述所述第二谐振腔中，电感Lc及两个电感Ld的感值满足关系式：

本发明的有益效果在于：