專利名稱:用于相控陣系統(tǒng)的基于零相移相器的耦合振蕩器陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于射頻與微波無線收發(fā)機集成電路技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種應用于相控陣收發(fā)機集成電路的信號發(fā)生器設(shè)計,此信號發(fā)生器可產(chǎn)生相控陣發(fā)射機所需的具有確定相移關(guān)系的高輸出功率、低相位噪聲的本振信號。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,在現(xiàn)代集成電路向系統(tǒng)芯片方向發(fā)展的必然趨勢下,低功耗小面積相控陣設(shè)計已成為通信系統(tǒng)對電路設(shè)計的必然要求。對于CMOS相控陣的頻率生成電路而言,由于可變電容品質(zhì)因數(shù)的下降,本振的相位噪聲往往較差。因而如何提高本振的相位噪聲成了設(shè)計時需要考慮的重點內(nèi)容。此外,如何提高毫米波電路的輸出功率也是設(shè)計時需要考慮的問題,已有的方法往往是通過增加振蕩器電流來實現(xiàn)的,這種方法的缺點在于,較大的電流往往需要較大尺寸的晶體管來提供負載,而大晶體管的電容會降低振蕩器的諧振頻率。為解決這兩個問題,本發(fā)明提出了使用零相移相器作為耦合單元的耦合振蕩器陣列(Coupled Oscillator Array)來改善相位噪聲和輸出功率。稱合振蕩器的原理來源于注入鎖定振蕩器,當向一個自激振蕩的振蕩器注入一個自激振蕩頻率附近的信號后,振蕩器的頻率就會鎖定在這個外部信號上,當鎖定處于穩(wěn)定狀態(tài)時,振蕩器和外部信號之前也會存在一個靜態(tài)相位差,若改變注入信號或振蕩器的頻率,只要可以發(fā)生注入鎖定,那么相位差就會隨著頻率差變化,相位變化范圍為
權(quán)利要求
1.一種零相移器,其特征在于:由電感‘、電容電感4、電容G,電感Zz、電容G組成;其中,電感與電容串聯(lián)后,與電感與電容串聯(lián),電感Zz與電容G并聯(lián)后,與串聯(lián)的Cli與Cl2并聯(lián)。
2.一種基于電感電容的片上小面積差分結(jié)構(gòu)的零相移器,其特征在于:該零相移器包括差分輸入信號的同相信號的傳輸通道和差分輸入信號的反相信號的傳輸通道;同相信號的傳輸通道由電感Α 、電容C1"、電容Cl2和電感Zw串聯(lián)組成,反相信號的傳輸通道由電感‘、電容&、電容Cl4和電感Lr4串聯(lián)組成;電容Q7、電容Cu之間位置,與電容CL3、電容Cl4之間位置,依次并聯(lián)電容G和電感&,從而使同相信號的傳輸通道與反相信號的傳輸通道并聯(lián);差分輸入信號的同相信號經(jīng)過串聯(lián)的電感‘、電容電容&和電感^后到達同相輸出端,反相信號經(jīng)電感4^、電容電容Q和電感4 到達反相輸出端,同相信號在經(jīng)過電容后,通過并聯(lián)電感和并聯(lián)電容與通過電容的反相信號相連。
3.一種耦合相移為零的耦合振蕩器陣列,其特征在于電路結(jié)構(gòu)如下:壓控振蕩器I經(jīng)零相移器I與壓控振蕩器2相連,且壓控振蕩器I的同相信號與壓控振蕩器2的同相信號相連,壓控振蕩器I的反相信號與壓控振蕩器2的反相信號相連;與此相同,壓控振蕩器2通過零相移器2與壓控振蕩器3相連,依此類推,壓控振蕩器N-1與壓控振蕩器N相連經(jīng)零相移器N-1相連,其中,N為耦合網(wǎng)絡相移數(shù);所述零相移器為權(quán)利要求1或2所述的零相移 器。
全文摘要
本發(fā)明屬于射頻無線接收機集成電路技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種用于相控陣系統(tǒng)的基于零相移相器的耦合振蕩器陣列。本發(fā)明首先提出耦合相位為零的耦合振蕩器;為有利于片上集成,提出了一種CMOS片上可實現(xiàn)的零相移器,并以此零相移器作為耦合單元,實現(xiàn)了一個片上小面積耦合振蕩器陣列,此耦合振蕩器陣列可改善振蕩器相位噪聲,這為低相位噪聲、高輸出功率CMOS毫米波振蕩器設(shè)計提供了一個解決方案。
文檔編號H03H9/46GK103117729SQ20131002037
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月20日
發(fā)明者任俊彥, 傅海鵬, 馬順利, 蔣健兵, 蔡德鋆, 李寧 申請人:復旦大學