[发明专利]一种正交输出压控振荡器及设计方法和振荡器芯片

摘要

本发明公开了一种正交输出压控振荡器及设计方法和振荡器芯片，所述压控振荡器结构由两级LC谐振单元构成，其中每级LC单元包括两对反相器和两对负阻单元，反相器用来增大输出摆幅，构成了负跨导单元，使振荡器容易起振，在谐振状态下，两个LC谐振单元提供90°的相位差，从而实现了正交输出。正交输出压控振荡器电路只采用了两个电感和4个可变电容，减小了面积，降低了电路成本。电路具有结构简单，低功耗和大输出摆幅的特点。正交输出压控振荡器芯片采用MOSFET、MESFET工艺，经过65nmCMOS工艺验证，输出摆幅可以达到电源电压1.2V，单级LC谐振单元电流仅为3mA，电路总功耗7.2mW。

主权项

一种正交输出压控振荡器的设计方法，其特征在于：采用两级LC谐振单元，每级LC谐振单元由两个反相器对和两个负跨导单元构成；每级LC选频网络由一个电感和两个可变电容构成；在第一级LC谐振单元中，所述两个反相器对分别由一只P型晶体管M1和一只N型晶体管M2、一只P型晶体管M3和一只N型晶体管M4构成；所述两个负跨导单元分别由两个P型晶体管M5和M6、两个N型晶体管M7和M8构成；所述LC选频网络由一个电感L1和两个可变电容C1和C2构成；在第二级LC谐振单元中，所述两个反相器对分别由一只P型晶体管M9和一只N型晶体管M10、一只P型晶体管M11和一只N型晶体管M12构成；所述两个负跨导单元分别由两个P型晶体管M13和M14、两个N型晶体管M15和M16构成；所述LC选频网络由一个电感L2和两个可变电容C3和C4构成；所述正交输出压控振荡器电路的连接方法如下：M1、M5、M6、M3、M9、M13、M14和M11的源端连接到电源VDD；M1的栅端连接M2、M13、M15的栅端和M11、M12、M14、M16的漏端，为0相位点；M1的漏端连接M5、M2、M7的漏端和M6、M8、M9、M10的栅端，为270相位点；M5的栅端连接M6、M3、M8、M14的漏端和M7、M11、M12的栅端，为90相位点；M3的栅端连接M4、M14、M16的栅端和M9、M13、M10、M15的漏端，为180相位点；L1、C1和C2三器件并联，一端接M1、M5的漏端和M6的栅端，为270相位点；一端接M6、M3的漏端和M5的栅端，为90相位点；L2、C3和C4三器件并联，一端接M9、M13的漏端和M14的栅端，为180相位点；一端接M14、M11的漏端和M13的栅端，为0相位点；M2、M7、M8、M4、M10、M15、M16和M12的源端连接到地。