一種高線性度壓控振蕩器電路及射頻收發機的制作方法

本申請涉及集成電路，尤其涉及一種高線性度壓控振蕩器電路及射頻收發機。

背景技術：

1、近年來，隨著移動通信技術的蓬勃發展，射頻和無線收發機的研究與發展越來越受到人們重視。鎖相環作為時鐘數據產生和恢復電路的重要組成部分廣泛應用于射頻和無線通信技術中，其頻率的產生由壓控振蕩器組成。隨著cmos工藝水平的不斷進步，片上系統成為可能，同時也對壓控振蕩器的性能提出了更高要求。

2、壓控振蕩器有許多類型，一般分為調諧振蕩器和張弛振蕩器。調諧振蕩器包括lc振蕩器，晶體振蕩器，聲表面波振蕩器等。張弛振蕩器包括多諧振蕩器和環形振蕩器。環形振蕩器因為具有能夠數字集成的優點，目前正在被大量廣泛的研究，但由于多諧振蕩器相位噪聲優秀，電源電壓抑制比較好的特點，在特定帶寬范圍和低集成度情況下，仍然需要多諧振蕩器進行應用。然而現有的多諧振蕩器通常線性度較差，導致頻率穩定度下降、頻率調制誤差增大，無法滿足應用要求。

技術實現思路

1、本申請提供一種高線性度壓控振蕩器電路及射頻收發機，以提高壓控振蕩器頻率穩定度，降低頻率調制誤差。

2、本申請提供一種高線性度壓控振蕩器電路，所述電路包括：

3、相互連接的電壓電流轉化子電路和諧振子電路；

4、所述電壓電流轉化子電路用于將控制電壓轉化為目標控制電流；所述目標控制電流與所述控制電壓呈線性關系；

5、所述諧振子電路用于基于所述目標控制電流輸出目標頻率的方波信號；所述目標頻率與所述控制電壓呈線性關系。

6、根據本申請提供的一種高線性度壓控振蕩器電路，所述電壓電流轉化子電路包括依次連接的源跟隨器單元和電流鏡單元；

7、所述源跟隨器單元用于基于所述控制電壓生成第一目標電流；

8、所述電流鏡單元用于基于所述第一目標電流生成目標控制電流。

9、根據本申請提供的一種高線性度壓控振蕩器電路，所述源跟隨器單元包括第一晶體管和第二晶體管；

10、所述第一晶體管和第二晶體管的柵極連接，用于輸入控制電壓；

11、所述第一晶體管和第二晶體管的源極均與第一電阻的第一端連接，所述第一電阻的第二端接地；

12、所述第一晶體管和第二晶體管的漏極連接，作為源跟隨器單元的輸出端，用于輸出第一目標電流。

13、根據本申請提供的一種高線性度壓控振蕩器電路，所述電流鏡單元包括第三晶體管和第四晶體管；

14、所述第三晶體管和第四晶體管的柵極均與第三電阻的第一端連接，所述第三電阻的第二端與第三晶體管的漏極連接，作為電流鏡單元的輸入端；

15、所述第三晶體管和第四晶體管的源極連接，用于輸入電源電壓；

16、所述第四晶體管的漏極作為電流鏡單元的輸出端，用于輸出目標控制電流。

17、根據本申請提供的一種高線性度壓控振蕩器電路，所述第一晶體管和第二晶體管均為nmos管，所述第三晶體管和第四晶體管均為pmos管。

18、根據本申請提供的一種高線性度壓控振蕩器電路，所述諧振子電路包括反相器單元、rs鎖存器單元、施密特觸發器單元和振蕩電容；

19、所述反相器單元包括第一反相器子單元和第二反相器子單元，所述第一反相器子單元和第二反相器子單元用于基于目標控制電流對振蕩電容進行循環充放電；

20、所述施密特觸發器單元用于基于振蕩電容兩端的電壓控制rs鎖存器單元的狀態，所述rs鎖存器單元的輸出信號用于控制第一反相器子單元和第二反相器子單元中晶體管的通斷狀態。

21、根據本申請提供的一種高線性度壓控振蕩器電路，所述第一反相器子單元包括第五晶體管和第六晶體管，所述第二反相器子單元包括第七晶體管和第八晶體管；

22、所述第五晶體管和第七晶體管的源極連接，用于輸入目標控制電流；

23、所述第五晶體管的漏極和第六晶體管的漏極均與振蕩電容的第一端連接，所述第七晶體管的漏極和第八晶體管的漏極均與振蕩電容的第二端連接；

24、所述第五晶體管的柵極和第六晶體管的柵極連接，所述第七晶體管的柵極和第八晶體管的柵極連接。

25、根據本申請提供的一種高線性度壓控振蕩器電路，所述rs鎖存器單元包括第一或非門和第二或非門，所述第一或非門的第一輸入端作為rs鎖存器單元的置位端，所述第一或非門的第二輸入端與第二或非門的輸出端連接，所述第一或非門的輸出端分別與第二或非門的第一輸入端及第六晶體管的柵極連接；所述第二或非門的第二輸入端作為rs鎖存器單元的復位端，所述第二或非門的輸出端還與第八晶體管的柵極連接，所述第二或非門的輸出端作為諧振子電路的輸出端；

26、所述施密特觸發器單元包括第一施密特觸發器和第二施密特觸發器；所述第一施密特觸發器的輸入端與振蕩電容的第一端連接，所述第二施密特觸發器的輸入端與振蕩電容的第二端連接；所述第一施密特觸發器的輸出端與第一或非門的第一輸入端連接，所述第二施密特觸發器的輸出端與第二或非門的第二輸入端連接。

27、根據本申請提供的一種高線性度壓控振蕩器電路，所述第五晶體管和第七晶體管均為nmos管，所述第六晶體管和第八晶體管均為pmos管。

28、本申請還提供一種射頻收發機，包括如前所述的高線性度壓控振蕩器電路。

29、本申請提供的高線性度壓控振蕩器電路及射頻收發機，所述電路包括：相互連接的電壓電流轉化子電路和諧振子電路；所述電壓電流轉化子電路用于將控制電壓轉化為目標控制電流；所述目標控制電流與所述控制電壓呈線性關系；所述諧振子電路用于基于所述目標控制電流輸出目標頻率的方波信號；所述目標頻率與所述控制電壓呈線性關系，能夠最大限度提升壓控振蕩器的線性度，進而提高壓控振蕩器頻率穩定度，降低頻率調制誤差。

技術特征：

1.一種高線性度壓控振蕩器電路，其特征在于，所述電路包括：

2.根據權利要求1所述的高線性度壓控振蕩器電路，其特征在于，所述電壓電流轉化子電路包括依次連接的源跟隨器單元和電流鏡單元；

3.根據權利要求2所述的高線性度壓控振蕩器電路，其特征在于，所述源跟隨器單元包括第一晶體管和第二晶體管；

4.根據權利要求3所述的高線性度壓控振蕩器電路，其特征在于，所述電流鏡單元包括第三晶體管和第四晶體管；

5.根據權利要求4所述的高線性度壓控振蕩器電路，其特征在于，所述第一晶體管和第二晶體管均為nmos管，所述第三晶體管和第四晶體管均為pmos管。

6.根據權利要求5所述的高線性度壓控振蕩器電路，其特征在于，所述諧振子電路包括反相器單元、rs鎖存器單元、施密特觸發器單元和振蕩電容；

7.根據權利要求6所述的高線性度壓控振蕩器電路，其特征在于，所述第一反相器子單元包括第五晶體管和第六晶體管，所述第二反相器子單元包括第七晶體管和第八晶體管；

8.根據權利要求7所述的高線性度壓控振蕩器電路，其特征在于，所述rs鎖存器單元包括第一或非門和第二或非門，所述第一或非門的第一輸入端作為rs鎖存器單元的置位端，所述第一或非門的第二輸入端與第二或非門的輸出端連接，所述第一或非門的輸出端分別與第二或非門的第一輸入端及第六晶體管的柵極連接；所述第二或非門的第二輸入端作為rs鎖存器單元的復位端，所述第二或非門的輸出端還與第八晶體管的柵極連接，所述第二或非門的輸出端作為諧振子電路的輸出端；

9.根據權利要求8所述的高線性度壓控振蕩器電路，其特征在于，所述第五晶體管和第七晶體管均為nmos管，所述第六晶體管和第八晶體管均為pmos管。

10.一種射頻收發機，其特征在于，包括如權利要求1-9任一項所述的高線性度壓控振蕩器電路。

技術總結
本申請提供一種高線性度壓控振蕩器電路及射頻收發機，屬于集成電路技術領域，所述電路包括：相互連接的電壓電流轉化子電路和諧振子電路；所述電壓電流轉化子電路用于將控制電壓轉化為目標控制電流；所述目標控制電流與所述控制電壓呈線性關系；所述諧振子電路用于基于所述目標控制電流輸出目標頻率的方波信號；所述目標頻率與所述控制電壓呈線性關系，能夠最大限度提升壓控振蕩器的線性度，進而提高壓控振蕩器頻率穩定度，降低頻率調制誤差。

技術研發人員：盧宇,黃彥國,劉國強,李育,李文博,劉志琨,呂鵬飛
受保護的技術使用者：天水天光半導體有限責任公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21