本發(fā)明涉及振蕩器，且特定來說涉及正交振蕩器。

背景技術(shù)：

正交振蕩器用于多種應(yīng)用(包含頻率合成器、本機振蕩器、時鐘產(chǎn)生器及接收器)中。正交振蕩器可產(chǎn)生兩個或兩個以上具有共用頻率且相對于彼此相移90度的周期性輸出信號。特別是在高頻率下設(shè)計可調(diào)諧正交振蕩器可提出重大挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一些方面，一種裝置包含第一振蕩器、第二振蕩器、第一耦合電路、第二耦合電路、第一可變增益放大器及第二可變增益放大器。所述第一振蕩器具有第一輸出及第二輸出。所述第二振蕩器具有第一輸出及第二輸出。

所述第一耦合電路具有：第一輸入，其耦合到所述第二振蕩器的所述第二輸出；第二輸入，其耦合到所述第二振蕩器的所述第一輸出；第一輸出，其耦合到所述第一振蕩器的所述第一輸出；及第二輸出，其耦合到所述第一振蕩器的所述第二輸出。所述第二耦合電路具有：第一輸入，其耦合到所述第一振蕩器的所述第一輸出；第二輸入，其耦合到所述第一振蕩器的所述第二輸出；第一輸出，其耦合到所述第二振蕩器的所述第一輸出；及第二輸出，其耦合到所述第二振蕩器的所述第二輸出。

所述第一可變增益放大器具有：第一輸入，其耦合到所述第二振蕩器的所述第二輸出；第二輸入，其耦合到所述第二振蕩器的所述第一輸出；第一輸出，其以電感方式耦合到所述第一振蕩器的所述第一輸出；第二輸出，其以電感方式耦合到所述第一振蕩器的所述第二輸出；及增益輸入，其耦合到可調(diào)整頻率調(diào)諧信號。

所述第二可變增益放大器具有：第一輸入，其耦合到所述第一振蕩器的所述第一輸出；第二輸入，其耦合到所述第一振蕩器的所述第二輸出；第一輸出，其以電感方式耦合到所述第二振蕩器的所述第一輸出；第二輸出，其以電感方式耦合到所述第二振蕩器的所述第二輸出；及增益輸入，其耦合到所述可調(diào)整頻率調(diào)諧信號。

根據(jù)本發(fā)明的額外方面，一種裝置包含具有輸出的第一振蕩器。所述裝置進一步包含具有輸出的第二振蕩器。所述裝置進一步包含可變增益放大器，所述可變增益放大器具有耦合到所述第二振蕩器的所述輸出的輸入及以電感方式耦合到所述第一振蕩器的所述輸出的輸出。

根據(jù)本發(fā)明的額外方面，一種方法包含以基于可調(diào)整增益參數(shù)而確定的增益來放大第一振蕩器的輸出以產(chǎn)生經(jīng)放大輸出信號。所述方法進一步包含將所述經(jīng)放大輸出信號以電感方式耦合到第二振蕩器的輸出。

根據(jù)本發(fā)明的額外方面，一種裝置包含經(jīng)配置為以基于可調(diào)整增益參數(shù)而確定的增益來放大第一振蕩器的輸出以產(chǎn)生經(jīng)放大輸出信號的電路。所述電路進一步經(jīng)配置以將所述經(jīng)放大輸出信號以電感方式耦合到第二振蕩器的輸出。

附圖說明

圖1是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實例性正交振蕩器的框圖。

圖2是圖解說明可用于實施圖1中所圖解說明的正交振蕩器的實例性正交振蕩器的示意圖。

圖3是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的用于調(diào)諧正交振蕩器的實例性技術(shù)的流程圖。

圖4是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的用于調(diào)諧正交振蕩器的另一實例性技術(shù)的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明描述用于調(diào)諧正交振蕩器的技術(shù)。所述技術(shù)可包含用可變增益放大器來放大第一振蕩器的輸出信號，且將所述經(jīng)放大輸出信號以電感方式耦合到與所述第一振蕩器成正交操作的第二振蕩器的輸出。在一些實例中，用于調(diào)諧正交振蕩器的技術(shù)可允許以可調(diào)整頻率調(diào)諧參數(shù)來調(diào)諧在相對高頻率下操作的正交振蕩器。

一些類型的正交振蕩器可使用變?nèi)荻O管來進行頻率調(diào)諧。然而，在高頻率下，足以在此類頻率下操作的高質(zhì)量變?nèi)荻O管可能是不可用的、可能難以獲得及/或可能實施起來是高成本的。在一些實例中，本發(fā)明中所描述的正交振蕩器頻率調(diào)諧技術(shù)可允許通過調(diào)整可變增益放大器的增益來調(diào)諧正交振蕩器。以此方式，可在不需要使用變?nèi)荻O管的情況下獲得可調(diào)諧高頻率正交振蕩器。

將正交振蕩器中的一個振蕩器的經(jīng)放大輸出信號以電感方式耦合到所述正交振蕩器中的另一振蕩器的輸出可相對于不包含此電感耦合的其它正交振蕩器而減少所述正交振蕩器的振蕩頻率與所述正交振蕩器中的諧振電路的諧振頻率的偏離量。減少振蕩頻率與諧振頻率的偏離量可增加振蕩器的質(zhì)量因數(shù)，此又可減少振蕩器的相位噪聲。以此方式，可獲得相對于其它正交振蕩器具有相對低相位噪聲的可調(diào)諧高頻率正交振蕩器。

圖1是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實例性正交振蕩器10的框圖。正交振蕩器10包含同相振蕩器12、正交相位振蕩器14及可變增益放大器16、18。同相振蕩器12包含電抗電路20、有源電路22及輸出24。正交相位振蕩器14包含電抗電路26、有源電路28及輸出30。

可變增益放大器16包含耦合到同相振蕩器12的輸出24的輸入及耦合到正交相位振蕩器14的輸出。在一些實例中，可變增益放大器16的輸出可以電感方式耦合到正交相位振蕩器14。在進一步實例中，可變增益放大器16的輸出可耦合到及/或以電感方式耦合到正交相位振蕩器14的電抗電路26。

可變增益放大器18包含耦合到正交相位振蕩器14的輸出30的輸入及耦合到同相振蕩器12的輸出。在一些實例中，可變增益放大器18的輸出可以電感方式耦合到同相振蕩器12。在進一步實例中，可變增益放大器18的輸出可耦合到及/或以電感方式耦合到同相振蕩器12的電抗電路20。

電抗電路20在對應(yīng)于同相振蕩器12的輸出24的節(jié)點處耦合到有源電路22。類似地，電抗電路26在對應(yīng)于正交相位振蕩器14的輸出30的節(jié)點處耦合到有源電路28。

電抗電路20、26可各自包含一或多個電抗組件，例如，一或多個電感器及/或電容器。有源電路22、28可各自包含一或多個晶體管，例如，一或多個交叉耦合晶體管。

在操作期間，正交振蕩器10可在輸出24、30處產(chǎn)生至少兩個具有相同頻率且相對于彼此相移90度的周期性輸出信號(I及Q)。相對于彼此相移90度的信號稱為成正交。在一些實例中，所述周期性輸出信號可為具有特定頻率的正弦信號。

同相振蕩器12可在輸出24處產(chǎn)生一或多個同相輸出信號，且正交相位振蕩器14可在輸出30處產(chǎn)生一或多個正交輸出信號。如上文所論述，同相輸出信號與正交輸出信號可相對于彼此相移90度。當(dāng)同相振蕩器12及正交相位振蕩器14產(chǎn)生相對于彼此相移90度的輸出信號時，那時同相振蕩器12與正交相位振蕩器14稱為成正交操作。

為了產(chǎn)生同相輸出信號，同相振蕩器12可包含交叉耦合振蕩器。所述交叉耦合振蕩器可包含經(jīng)配置以在接近于正交振蕩器10的可編程頻率范圍內(nèi)的頻率的頻率下諧振的諧振電路。所述交叉耦合振蕩器可包含至少兩個交叉耦合放大器(例如，晶體管放大器及/或調(diào)諧放大器)，借此致使在特定頻率下發(fā)生振蕩。

交叉耦合放大器可以指一對放大器，其中第一放大器的輸出耦合到第二放大器的輸入，且第二放大器的輸出耦合到第一放大器的輸入。在其中放大器是單晶體管共源極放大器的情況下，交叉耦合放大器可以指其中第一晶體管的漏極(或集電極)耦合到第二晶體管的柵極(或基極)且第二晶體管的漏極(或集電極)耦合到第一晶體管的柵極(或基極)的情況。

調(diào)諧放大器可以指具有用于負(fù)載的諧振電路的放大器。在其中同相振蕩器12包含調(diào)諧放大器的實例中，有源電路22可包含交叉耦合晶體管且電抗電路20可形成所述交叉耦合晶體管的諧振負(fù)載的全部或部分。在一些實例中，電抗電路20可包含一或多個LC槽電路(tank circuit)，所述LC槽電路形成有源電路22中所包含的交叉耦合晶體管的諧振負(fù)載。

在進一步實例中，電抗電路20可包含一或多個電抗組件，所述電抗組件結(jié)合與交叉耦合晶體管相關(guān)聯(lián)的一或多個寄生電容可形成有源電路22中所包含的交叉耦合晶體管的諧振負(fù)載。舉例來說，電抗電路20可包含電感器，所述電感器結(jié)合與交叉耦合晶體管相關(guān)聯(lián)的一或多個寄生電容可形成有源電路22中所包含的交叉耦合晶體管的諧振負(fù)載。

交叉耦合放大器(例如，調(diào)諧放大器)可具有所述放大器將在無外部刺激的情況下諧振的諧振頻率。然而，由可變增益放大器18及/或振蕩器12、14之間的其它耦合電路提供的振蕩器12、14之間的反饋可致使振蕩頻率偏離所述交叉耦合放大器的諧振頻率。

正交相位振蕩器14可包含與同相振蕩器12所包含類似的組件且以與其類似的方式操作。在一些實例中，振蕩器12、14兩者的諧振頻率可相同，且由來自另一振蕩器的反饋導(dǎo)致的諧振頻率的偏離量可相同，借此致使在輸出24、30處產(chǎn)生的輸出信號的頻率相同。

振蕩器12、14中的每一者的輸出可以反相配置或非反相配置耦合到另一振蕩器的輸出。以反相配置耦合可以指用經(jīng)布置以使輸出反相(即，經(jīng)布置以使輸出的相位移位180度)的耦合電路來將振蕩器12、14中的一者的輸出耦合到另一者的輸出。以非反相配置耦合可以指用經(jīng)布置以不使輸出反相(即，經(jīng)布置以使輸出的相位移位0度)的耦合電路來將振蕩器12、14中的一者的輸出耦合到另一者的輸出。

為了致使振蕩器12、14成正交操作，振蕩器12、14的輸出24、30可在一個方向上以反相配置且在另一方向上以非反相配置彼此耦合。舉例來說，同相振蕩器12的輸出24可以非反相配置耦合到正交相位振蕩器14的輸出30，且正交相位振蕩器14的輸出30可以反相配置耦合到同相振蕩器12的輸出24。交替耦合配置可致使振蕩器12、14的相位鎖定成正交。此交替耦合可稱為正交耦合。

如圖1中所展示，可變增益放大器16可用于以反相或非反相配置將同相振蕩器12的輸出24耦合到正交相位振蕩器14的輸出30，且可變增益放大器18可用于以反相或非反相配置將正交相位振蕩器14的輸出30耦合到同相振蕩器12的輸出24。除可變增益放大器16、18外，還可使用其它耦合電路(圖1中未展示，但在圖2中展示)來將振蕩器12、14彼此耦合。

當(dāng)除可變增益放大器16、18外還使用其它耦合電路時，此耦合電路可具有對應(yīng)于可變增益放大器16、18的配置的反相或非反相配置。舉例來說，當(dāng)可變增益放大器16經(jīng)布置為以非反相配置將同相振蕩器12的輸出24耦合到正交相位振蕩器14的輸出30時且當(dāng)可變增益放大器18經(jīng)布置為以反相配置將正交相位振蕩器14的輸出30耦合到同相振蕩器12的輸出24時，額外耦合電路也可經(jīng)布置為以非反相配置將同相振蕩器12的輸出24耦合到正交相位振蕩器14的輸出30且以反相配置將正交相位振蕩器14的輸出30耦合到同相振蕩器12的輸出24。

可變增益放大器16、18可各自包含耦合到頻率調(diào)諧信號的可變增益輸入。正交振蕩器10可基于在可變增益放大器16、18的可變增益輸入處接收的頻率調(diào)諧信號而確定并調(diào)整在輸出24、30處產(chǎn)生的周期性輸出信號的頻率。以此方式，可在不需要使用變?nèi)荻O管的情況下獲得可調(diào)諧高頻率正交振蕩器。

如上文所論述，可變增益放大器16的輸出可以電感方式耦合到正交相位振蕩器14的輸出30，且可變增益放大器18的輸出可以電感方式耦合到同相振蕩器12的輸出24。以此方式，可變增益放大器18、16的輸出以電感方式耦合到振蕩器12、14的輸出24、30可相對于不包含此電感耦合的其它正交振蕩器而減少正交振蕩器10的振蕩頻率與正交振蕩器10中的諧振電路的諧振頻率的偏離量。減少振蕩頻率與諧振頻率的偏離量可增加正交振蕩器10的質(zhì)量因數(shù)，此又可減少正交振蕩器10的相位噪聲。以此方式，可獲得相對于其它正交振蕩器具有相對低相位噪聲的可調(diào)諧高頻率正交振蕩器10。

在一些實例中，輸出24、30可為差分輸出，且在輸出24、30處產(chǎn)生的至少兩個周期性信號可為差分周期性信號。在此類實例中，同相振蕩器12可在輸出24處產(chǎn)生第一輸出信號及第二輸出信號。所述第二輸出信號可相對于所述第一輸出信號相移180度。類似地，在其中輸出24、30為差分輸出的實例中，正交相位振蕩器14可在輸出30處產(chǎn)生第一輸出信號及第二輸出信號，且所述第二輸出信號可相對于所述第一輸出信號相移180度。

在此類實例中，由正交相位振蕩器14產(chǎn)生的第一輸出信號可相對于由同相振蕩器12產(chǎn)生的第一輸出信號相移90度。類似地，由正交相位振蕩器14產(chǎn)生的第二輸出信號可同樣地相對于由同相振蕩器12產(chǎn)生的第二輸出信號相移90度。

在此類實例中，由同相振蕩器12產(chǎn)生的第一及第二輸出信號可分別稱為0度信號及180度信號。類似地，由正交相位振蕩器14產(chǎn)生的第一及第二輸出信號可分別稱為90度信號及270度信號。如此，在其中輸出24、30為差分輸出的實例中，正交振蕩器10可稱為產(chǎn)生四個周期性輸出信號。

或者，由同相振蕩器12產(chǎn)生的第一及第二輸出信號可分別稱為正極性輸出信號及負(fù)極性輸出信號。同樣地，由正交相位振蕩器14產(chǎn)生的第一及第二輸出信號可分別稱為正極性輸出信號及負(fù)極性輸出信號。

在其中輸出24、30為差分輸出的實例中，以反相配置將正交相位振蕩器14的輸出30耦合到同相振蕩器12的輸出24可涉及將輸出30耦合到輸出24使得極性是相反的。換句話說，此耦合可涉及將輸出30耦合到輸出24使得輸出30的正極性輸出信號耦合到輸出24的負(fù)極性輸出信號，且使得輸出30的負(fù)極性輸出信號耦合到輸出24的正極性輸出信號。

在此類實例中，以非反相配置將同相振蕩器12的輸出24耦合到正交相位振蕩器14的輸出30可涉及將輸出24耦合到輸出30使得極性并非相反的(即，相匹配)。換句話說，此耦合可涉及將輸出24耦合到輸出30使得輸出24的正極性輸出信號耦合到輸出30的正極性輸出信號，且使得輸出24的負(fù)極性輸出信號耦合到輸出30的負(fù)極性輸出信號。

在一些實例中，振蕩器12、14中的每一者可為電壓控制振蕩器(VCO)。在進一步實例中，電抗電路20及電抗電路26可為槽電路。

圖2是圖解說明可用于實施圖1中所圖解說明的正交振蕩器10的實例性正交振蕩器40的示意圖。正交振蕩器40包含晶體管M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19，電感器L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，軌道42、44，偏置電流控制信號46、48、50、52，頻率調(diào)諧信號54及輸出56、58、60、62。

晶體管M1具有耦合到以下各項的源極端子：(1)晶體管M3的源極端子，(2)晶體管M2的源極端子，(3)晶體管M4的源極端子，(4)晶體管M5的漏極端子，及(5)晶體管M6的漏極端子。晶體管M1還具有耦合到以下各項的漏極端子：(1)晶體管M3的漏極端子，(2)晶體管M2的柵極端子，(3)輸出56，及(4)電感器L2的第一端子。晶體管M1的漏極端子經(jīng)由電感器L1、L2以電感方式耦合到晶體管M7的漏極端子。晶體管M1還具有耦合到以下各項的柵極端子：(1)晶體管M2的漏極端子，(2)晶體管M4的漏極端子，(3)輸出58，及(4)電感器L3的第一端子。晶體管M1的柵極端子經(jīng)由電感器L3、L4以電感方式耦合到晶體管M8的漏極端子。

晶體管M2具有耦合到以下各項的源極端子：(1)晶體管M3的源極端子，(2)晶體管M1的源極端子，(3)晶體管M4的源極端子，(4)晶體管M5的漏極端子，及(5)晶體管M6的漏極端子。晶體管M2還具有耦合到以下各項的漏極端子：(1)晶體管M4的漏極端子，(2)晶體管M1的柵極端子，(3)輸出58，及(4)電感器L3的第一端子。晶體管M2的漏極端子經(jīng)由電感器L3、L4以電感方式耦合到晶體管M8的漏極端子。晶體管M2還具有耦合到以下各項的柵極端子：(1)晶體管M1的漏極端子，(2)晶體管M3的漏極端子，(3)輸出56，及(4)電感器L2的第一端子。晶體管M2的柵極端子經(jīng)由電感器L1、L2以電感方式耦合到晶體管M7的漏極端子。

晶體管M3具有耦合到以下各項的源極端子：(1)晶體管M1的源極端子，(2)晶體管M2的源極端子，(3)晶體管M4的源極端子，(4)晶體管M5的漏極端子，及(5)晶體管M6的漏極端子。晶體管M3還具有耦合到以下各項的漏極端子：(1)晶體管M1的漏極端子，(2)晶體管M2的柵極端子，(3)輸出56，及(4)電感器L2的第一端子。晶體管M3的漏極端子經(jīng)由電感器L1、L2以電感方式耦合到晶體管M7的漏極端子。晶體管M3還具有耦合到輸出62的柵極端子。

晶體管M4具有耦合到以下各項的源極端子：(1)晶體管M3的源極端子，(2)晶體管M1的源極端子，(3)晶體管M2的源極端子，(4)晶體管M5的漏極端子，及(5)晶體管M6的漏極端子。晶體管M4還具有耦合到以下各項的漏極端子：(1)晶體管M2的漏極端子，(2)晶體管M1的柵極端子，(3)輸出58，及(4)電感器L3的第一端子。晶體管M4的漏極端子經(jīng)由電感器L3、L4以電感方式耦合到晶體管M8的漏極端子。晶體管M4還具有耦合到輸出60的柵極端子。

晶體管M5具有耦合到軌道44的源極端子。晶體管M5還具有耦合到偏置電流控制信號46的柵極端子。晶體管M5還具有耦合到以下各項的漏極端子：(1)晶體管M1的源極端子，(2)晶體管M2的源極端子，(3)晶體管M3的源極端子，(4)晶體管M4的源極端子，及(5)晶體管M6的漏極端子。

晶體管M6具有耦合到軌道44的源極端子。晶體管M6還具有耦合到偏置電流控制信號48的柵極端子。晶體管M6還具有耦合到以下各項的漏極端子：(1)晶體管M1的源極端子，(2)晶體管M2的源極端子，(3)晶體管M3的源極端子，(4)晶體管M4的源極端子，及(5)晶體管M5的漏極端子。

晶體管M7具有耦合到以下各項的源極端子：(1)晶體管M8的源極端子，及(2)晶體管M9的漏極端子。晶體管M7還具有耦合到輸出62的柵極端子。晶體管M7還具有耦合到電感器L1的第一端子的漏極端子。晶體管M7的漏極端子經(jīng)由電感器L1、L2以電感方式耦合到以下各項：(1)輸出56，(2)晶體管M3的漏極端子，(3)晶體管M1的漏極端子，及(4)晶體管M2的柵極端子。

晶體管M8具有耦合到以下各項的源極端子：(1)晶體管M7的源極端子，及(2)晶體管M9的漏極端子。晶體管M8還具有耦合到輸出60的柵極端子。晶體管M8還具有耦合到電感器L4的第一端子的漏極端子。晶體管M8的漏極端子經(jīng)由電感器L3、L4以電感方式耦合到以下各項：(1)輸出58，(2)晶體管M2的漏極端子，(3)晶體管M4的漏極端子，及(4)晶體管M1的柵極端子。

晶體管M9具有耦合到軌道44的源極端子。晶體管M9還具有耦合到頻率調(diào)諧信號54的柵極端子。晶體管M9還具有耦合到以下各項的漏極端子：(1)晶體管M7的源極端子，及(2)晶體管M8的源極端子。

電感器L1具有耦合到晶體管M7的漏極的第一端子及耦合到軌道42的第二端子。電感器L2具有耦合到以下各項的第一端子：(1)輸出56，(2)晶體管M1的漏極，(3)晶體管M3的漏極，及(4)晶體管M2的柵極。電感器L2具有耦合到軌道42的第二端子。

電感器L3具有耦合到以下各項的第一端子：(1)輸出58，(2)晶體管M2的漏極，(3)晶體管M4的漏極，及(4)晶體管M1的柵極。電感器L3具有耦合到軌道42的第二端子。電感器L4具有耦合到晶體管M8的漏極的第一端子及耦合到軌道42的第二端子。

晶體管M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19及電感器L5、L6、L7、L8分別以類似于晶體管M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9及電感器L1、L2、L3、L4的方式配置，惟以下各項除外：(1)輸出56、58與輸出60、62互換，及(2)晶體管M13、M14、M17、M18的柵極以非反相配置而非反相配置耦合到輸出56、58。具體來說，晶體管M13及M17的柵極耦合到輸出56，且晶體管M14及M18的柵極耦合到輸出58。

在一些實例中，圖2的晶體管M1、M2、M3、M4、M5、M6及電感器L1、L2、L3、L4可用于形成圖1中所展示的同相振蕩器12，且圖2的晶體管M11、M12、M13、M14、M15、M16及電感器L5、L6、L7、L8可用于形成圖1中所展示的正交相位振蕩器14。在此類實例中，圖2的晶體管M7、M8、M9可用于形成圖1的可變增益放大器18，且晶體管M17、M18、M19可用于形成圖1的可變增益放大器16。在此類實例中，輸出56、58可對應(yīng)于圖1中所展示的輸出24，且輸出60、62可對應(yīng)于圖1中所展示的輸出30。

在一些實例中，晶體管M1、M2、M3、M4、M5、M6可用于形成圖1中所展示的有源電路22，且電感器L1、L2、L3、L4可用于形成圖1中所展示的電抗電路20。在此類實例中，晶體管M11、M12、M13、M14、M15、M16可用于形成圖1中所展示的有源電路28，且電感器L5、L6、L7、L8可用于形成圖1中所展示的電抗電路26。

在一些實例中，晶體管M3、M4可用于形成以反相配置將輸出60、62直接耦合到輸出56、58的耦合電路。類似地，晶體管M13、M14可用于形成以非反相配置將輸出56、58直接耦合到輸出60、62的耦合電路。在此類實例中，所述耦合電路可包含于圖1中所圖解說明的有源電路22、28中的一者或兩者中或者與其分離。類似地，所述耦合電路可包含于圖1中所圖解說明的同相振蕩器12及正交相位振蕩器14中的一者或兩者中或者與其分離。

如圖2中所展示，電感器L1、L2各自包含指示電感器L1、L2中的每一者中的繞組相對于另一者的相對定向的點。所述點指示電流在帶點端子處進入電感器L1的瞬時方向與電流在帶點端子處退出電感器L2的瞬時方向相同。圖2中針對電感器對L3、L4，L5、L6及L7、L8包含類似點。應(yīng)注意，圖2中所展示的電感器繞組的相對定向僅為一個實例。在其它實例中，所述相對定向可為不同的。舉例來說，電感器L1、L3、L5、L7的帶點端子可保持相同，但電感器L2、L4、L6、L8的帶點端子可交換為連接到軌道42的端子。

電感器L1、L2可形成一組磁耦合電感器。在一些實例中，電感器L1、L2可為變壓器。類似地，電感器L3、L4，電感器L5、L6及電感器L7、L8可各自形成相應(yīng)組磁耦合電感器或相應(yīng)變壓器。

電感器L1、L2中的一或多者結(jié)合晶體管M1、M3、M7中的任一者的一或多個寄生電容可形成具有諧振頻率的諧振電路。類似地：(1)電感器L3、L4中的一或多者結(jié)合晶體管M2、M4、M8中的任一者的一或多個寄生電容可形成具有諧振頻率的諧振電路，(2)電感器L5、L6中的一或多者結(jié)合晶體管M11、M13、M17中的任一者的一或多個寄生電容可形成具有諧振頻率的諧振電路，及(3)電感器L7、L8中的一或多者結(jié)合晶體管M12、M14、M18中的任一者的一或多個寄生電容可形成具有諧振頻率的諧振電路。在一些實例中，所述諧振電路中的每一者的所述諧振頻率可相等或大約相等。

圖2中所展示的實例性正交振蕩器40包含給交叉耦合晶體管(M1、M2)及耦合電路(M3、M4)兩者提供偏置電流的一或多個偏置電流源(例如，晶體管M5、M6)。類似地，正交振蕩器40還包含給交叉耦合晶體管(M11、M12)及耦合電路(M13、M14)兩者提供偏置電流的一或多個偏置電流源(例如，晶體管M15、M16)。由晶體管M5、M6、M15、M16形成的偏置電流源可分別由偏置電流控制信號46、48、50、52控制。雖然在圖2中圖解說明為單獨信號，但在一些實例中，偏置電流控制信號46、48、50、52中的一或多者可為相同信號。

晶體管M1、M2可形成一對交叉耦合晶體管。類似地，晶體管M11、M12可形成另一對交叉耦合晶體管。所述對交叉耦合晶體管中的每一者可形成具有一或多個諧振負(fù)載的一或多個共源極放大器。

所述共源極放大器可稱為調(diào)諧放大器及/或交叉耦合調(diào)諧放大器。舉例來說，晶體管M1的柵極可對應(yīng)于第一調(diào)諧放大器的輸入，且晶體管M1的漏極可對應(yīng)于第一調(diào)諧放大器的輸出。類似地，晶體管M2的柵極可對應(yīng)于第二調(diào)諧放大器的輸入，且晶體管M2的漏極可對應(yīng)于第二調(diào)諧放大器的輸出。所述調(diào)諧放大器在以下意義上可為交叉耦合的：第二調(diào)諧放大器的輸出可耦合到第一調(diào)諧放大器的輸入，且第一調(diào)諧放大器的輸出可耦合到第二調(diào)諧放大器的輸入。

交叉耦合調(diào)諧放大器(例如，晶體管M1、M2)可具有所述放大器將在無外部刺激的情況下諧振的諧振頻率。然而，由晶體管M3、M4、M7及M8提供的反饋可致使振蕩頻率偏離諧振負(fù)載的諧振頻率。

晶體管M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19可以類似于晶體管M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9的方式操作。在一些實例中，振蕩器12、14兩者的諧振頻率可相同，且由來自另一振蕩器的反饋導(dǎo)致的諧振頻率的偏離量可相同，借此致使在輸出24、30處產(chǎn)生的輸出信號的頻率相同。

為致使振蕩器12、14成正交操作，輸出56、58可以非反相配置耦合到輸出60、62，且輸出60、62可以反相配置耦合到輸出56、58。具體來說，由晶體管M3、M4形成的耦合電路及由晶體管M7、M8、M9形成的可變增益放大器可以反相配置將輸出60、62耦合到輸出56、58，且由晶體管M13、M14形成的耦合電路及由晶體管M17、M18、M19形成的可變增益放大器可以非反相配置將輸出56、58耦合到輸出60、62。交替耦合配置可致使輸出56、58與輸出60、62的相位鎖定成正交。

如上文所論述，振蕩器12、14之間的反饋可致使振蕩頻率偏離諧振負(fù)載的諧振頻率。偏離量可通過由晶體管M7、M8及M9形成的可變增益放大器的增益及由晶體管M17、M18及M19形成的可變增益放大器的增益確定，兩種增益均可由頻率調(diào)諧信號54控制。

因此，正交振蕩器40可基于耦合到可變增益放大器16、18的可變增益輸入的頻率調(diào)諧信號54而確定并調(diào)整在輸出56、58、60、62處產(chǎn)生的周期性輸出信號的頻率。以此方式，可在不需要使用變?nèi)荻O管的情況下獲得可調(diào)諧高頻率正交振蕩器40。

由晶體管M7、M8、M9形成的可變增益放大器的輸出可經(jīng)由電感器L1、L2、L3、L4以電感方式耦合到輸出56、58，且由晶體管M17、M18、M19形成的可變增益放大器的輸出可經(jīng)由電感器L5、L6、L7、L8以電感方式耦合到輸出60、62。以此方式，將可變增益放大器的輸出以電感方式耦合到振蕩器的輸出56、58、60、62可相對于不包含此電感耦合的正交振蕩器而減少正交振蕩器40的振蕩頻率與正交振蕩器40中的諧振電路的諧振頻率的偏離量。減少振蕩頻率與諧振頻率的偏離量可增加正交振蕩器40的質(zhì)量因數(shù)，此又可減少正交振蕩器40的相位噪聲。以此方式，可獲得相對于其它正交振蕩器具有相對低相位噪聲的可調(diào)諧高頻率正交振蕩器40。

在一些實例中，本發(fā)明的技術(shù)可提供包含以下各項的正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)：第一振蕩器(例如，同相振蕩器12，晶體管M1、M2)，第二振蕩器(例如，正交相位振蕩器14，晶體管M11、M12)，第一耦合電路(例如，晶體管M3、M4)，第二耦合電路(例如，晶體管M13、M14)，第一可變增益放大器(例如，可變增益放大器18，晶體管M7、M8、M9)，及第二可變增益放大器(例如，可變增益放大器16，晶體管M17、M18、M19)。

在此類實例中，第一振蕩器具有第一輸出(例如，輸出56)及第二輸出(例如，輸出58)。第二振蕩器具有第一輸出(例如，輸出60)及第二輸出(例如，輸出62)。

在此類實例中，第一耦合電路(例如，晶體管M3、M4)具有：(1)第一輸入(例如，晶體管M3的柵極)，其耦合到第二振蕩器的第二輸出(例如，輸出62)；(2)第二輸入(例如，晶體管M4的柵極)，其耦合到第二振蕩器的第一輸出(例如，輸出60)；(3)第一輸出(例如，晶體管M3的漏極)，其耦合到第一振蕩器的第一輸出(例如，輸出56)；及(4)第二輸出(例如，晶體管M4的漏極)，其耦合到第一振蕩器的第二輸出(例如，輸出58)。

在此類實例中，第二耦合電路(例如，晶體管M13、M14)具有：(1)第一輸入(例如，晶體管M13的柵極)，其耦合到第一振蕩器的第一輸出(例如，輸出56)；(2)第二輸入(例如，晶體管M14的柵極)，其耦合到第一振蕩器的第二輸出(例如，輸出58)；(3)第一輸出(例如，晶體管M13的漏極)，其耦合到第二振蕩器的第一輸出(例如，輸出60)；及(4)第二輸出(例如，晶體管M14的漏極)，其耦合到第二振蕩器的第二輸出(例如，輸出62)。

在此類實例中，第一可變增益放大器(例如，晶體管M7、M8、M9)具有：(1)第一輸入(例如，晶體管M7的柵極)，其耦合到第二振蕩器的第二輸出(例如，輸出62)；(2)第二輸入(例如，晶體管M8的柵極)，其耦合到第二振蕩器的第一輸出(例如，輸出60)；(3)第一輸出(例如，晶體管M7的漏極)，其以電感方式耦合到第一振蕩器的第一輸出(例如，經(jīng)由電感器L1、L2耦合到輸出56)；(4)第二輸出(例如，晶體管M8的漏極)，其以電感方式耦合到第一振蕩器的第二輸出(例如，經(jīng)由電感器L3、L4耦合到輸出58)；及(5)增益輸入(例如，晶體管M9的柵極)，其耦合到可調(diào)整頻率調(diào)諧信號(例如，頻率調(diào)諧信號54)。

在此類實例中，第二可變增益放大器(例如，晶體管M17、M18、M19)具有：(1)第一輸入(例如，晶體管M17的柵極)，其耦合到第一振蕩器的第一輸出(例如，輸出56)；(2)第二輸入(例如，晶體管M18的柵極)，其耦合到第一振蕩器的第二輸出(例如，輸出58)；(3)第一輸出(例如，晶體管M17的漏極)，其以電感方式耦合到第二振蕩器的第一輸出(例如，經(jīng)由電感器L5、L6耦合到輸出60)；(4)第二輸出(例如，晶體管M18的漏極)，其以電感方式耦合到第二振蕩器的第二輸出(例如，經(jīng)由電感器L7、L8耦合到輸出62)；及(5)增益輸入(例如，晶體管M19的柵極)，其耦合到可調(diào)整頻率調(diào)諧信號(例如，頻率調(diào)諧信號54)。

在一些實例中，正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)具有四組磁耦合電感器。第一組磁耦合電感器(例如，電感器L1、L2)具有：(1)第一端子，其耦合到第一可變增益放大器的第一輸出(例如，晶體管M7的漏極)；及(2)第二端子，其耦合到第一振蕩器的第一輸出(例如，輸出56)。第二組磁耦合電感器具有：(1)第一端子，其耦合到第一可變增益放大器的第二輸出(例如，晶體管M8的漏極)；及(2)第二端子，其耦合到第一振蕩器的第二輸出(例如，輸出58)。第三組磁耦合電感器具有：(1)第一端子，其耦合到第二可變增益放大器的第一輸出(例如，晶體管M17的漏極)；及(2)第二端子，其耦合到第二振蕩器的第一輸出(例如，輸出60)。第四組磁耦合電感器具有：(1)第一端子，其耦合到第二可變增益放大器的第二輸出(例如，晶體管M18的漏極)；及(2)第二端子，其耦合到第二振蕩器的第二輸出(例如，輸出62)。

在一些實例中，本發(fā)明的技術(shù)可提供包含以下各項的正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)：第一振蕩器(例如，同相振蕩器12；晶體管M1、M2)，其具有輸出(例如，輸出24；輸出56、58)；第二振蕩器(例如，正交相位振蕩器14；晶體管M11、M12)，其具有輸出(例如，輸出30；輸出60、62)；及可變增益放大器(例如，可變增益放大器18；晶體管M7、M8、M9)，其具有：輸入(例如，可變增益放大器18的輸入；晶體管M7、M8的柵極)，其耦合到第二振蕩器的輸出(例如，輸出30；輸出60、62)；及輸出(例如，可變增益放大器18的輸出；晶體管M7、M8的漏極)，其(例如，經(jīng)由電感器L1、L2、L3、L4)以電感方式耦合到第一振蕩器的輸出(例如，輸出24；輸出56、58)。

在一些實例中，正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)進一步包含耦合電路(例如，晶體管M3、M4)，所述耦合電路具有：(1)輸入(例如，晶體管M3、M4的柵極)，其耦合到第二振蕩器的輸出(例如，輸出30；輸出60、62)；及(2)輸出(例如，晶體管M3、M4的漏極)，其直接耦合到第一振蕩器的輸出(例如，輸出24；輸出56、58)。

在一些實例中，正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)包含一組磁耦合電感器(例如，電感器L1、L2、L3、L4)，所述組磁耦合電感器具有：(1)第一端子，其耦合到可變增益放大器的輸出(例如，晶體管M7、M8的漏極)；及(2)第二端子，其耦合到第一振蕩器的輸出(例如，輸出24；輸出56、58)。在一些實例中，所述組磁耦合電感器(例如，電感器L1、L2、L3、L4)包含一或多個變壓器。

在一些實例中，第一、第二、第三及第四組磁耦合電感器中的每一者可為相應(yīng)變壓器。在進一步實例中，第一及第二可變增益放大器中的每一者可為可變增益差分放大器。

在一些實例中，可變增益放大器(例如，可變增益放大器18；晶體管M7、M8、M9)經(jīng)配置為以基于可調(diào)整增益參數(shù)(例如，頻率調(diào)諧信號54)而確定的增益來放大第二振蕩器的輸出(例如，輸出30；輸出60、62)以產(chǎn)生經(jīng)放大輸出信號(例如，晶體管M7、M8的漏極)。在此類實例中，所述組磁耦合電感器(例如，電感器L1、L2、L3、L4)經(jīng)配置以將經(jīng)放大輸出信號(例如，晶體管M7、M8的漏極)以電感方式耦合到第一振蕩器的輸出(例如，輸出24；輸出56、58)。

在一些實例中，可變增益放大器(例如，可變增益放大器18；晶體管M7、M8、M9)包含經(jīng)配置以接收可調(diào)整增益參數(shù)的增益輸入(例如，晶體管M9的柵極)。

在一些實例中，正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)包含第二可變增益放大器(例如，可變增益放大器16；晶體管M17、M18、M19)，所述第二可變增益放大器具有：(1)輸入(例如，晶體管M17、M18的柵極)，其耦合到第一振蕩器的輸出(例如，輸出24；輸出56、58)；及輸出(晶體管M17、M18的漏極)，其以電感方式耦合到第二振蕩器的輸出(例如，輸出30；輸出60、62)。

在一些實例中，第一振蕩器的輸出包含第一輸出(例如，輸出56)及第二輸出(例如，輸出58)。在此類實例中，正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)包含一組互耦合電感器(例如，電感器L1、L2)，所述組互耦合電感器具有：(1)第一端子(例如，耦合到晶體管M7的漏極的電感器L1的端子)，及(2)第二端子(電感器L2的端子)，其耦合到第一振蕩器的第一輸出(例如，輸出56)。

在此類實例中，第一振蕩器包含第一晶體管(例如，晶體管M1)，所述第一晶體管具有：(1)源極端子，其耦合到一或多個電流源(例如，晶體管M5、M6)；(2)漏極端子，其耦合到第一振蕩器的第一輸出(例如，輸出56)且耦合到所述組互耦合電感器的第二端子(例如，電感器L2的端子)；及(3)柵極端子，其耦合到第一振蕩器的第二輸出(例如，輸出58)。

在此類實例中，正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)包含耦合電路，所述耦合電路包含第二晶體管(例如，晶體管M3)，所述第二晶體管具有：(1)源極端子，其耦合到一或多個電流源(例如，晶體管M5、M6)；(2)漏極端子，其耦合到第一振蕩器的第一輸出(例如，輸出56)、第一晶體管(例如，晶體管M1)的漏極端子及所述組互耦合電感器的第二端子(例如，電感器L2的端子)；及(3)柵極端子，其耦合到第二振蕩器的輸出(例如，輸出62)。

在此類實例中，可變增益放大器(例如，可變增益放大器18，晶體管M7、M8、M9)包含第三晶體管(例如，晶體管M7)，所述第三晶體管具有：(1)源極端子，其耦合到電流源(例如，晶體管M9)；(2)漏極端子，其耦合到所述組互耦合電感器的第一端子(例如，電感器L1的端子)，及(3)柵極端子，其耦合到第二振蕩器的輸出(例如，輸出62)。

在一些實例中，第一振蕩器的輸出包含第一輸出(例如，輸出56)及第二輸出(例如，輸出58)。在此類實例中：(1)第一振蕩器包含第一晶體管(例如，晶體管M1)，所述第一晶體管經(jīng)配置以基于第一振蕩器的第二輸出(例如，輸出58)而產(chǎn)生第一電流；(2)第一耦合電路包含第二晶體管(例如，晶體管M3)，所述第二晶體管經(jīng)配置以基于第二振蕩器的輸出(例如，輸出62)而產(chǎn)生第二電流；且(3)第一可變增益放大器包含第三晶體管(例如，晶體管M7)，所述第三晶體管經(jīng)配置以基于第二振蕩器的輸出(例如，輸出62)而產(chǎn)生第三電流。

在此類實例中，第一振蕩器可進一步包含電流路徑(例如，在軌道42與晶體管M1、M3的漏極之間的電流路徑)及結(jié)節(jié)點(例如，在晶體管M1、M3的漏極處的節(jié)點)，所述結(jié)節(jié)點經(jīng)配置以組合第一與第二電流以形成流動穿過所述電流路徑的第四電流的第一電流分量。在此類實例中，正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)包含一組互耦合電感器(例如，電感器L1、L2)，所述組互耦合電感器經(jīng)配置以將第三電流以電感方式耦合到所述電流路徑以產(chǎn)生流動穿過所述電流路徑的第四電流的第二電流分量。在此類實例中，正交振蕩器(例如，正交振蕩器10、40)包含經(jīng)配置以將第四電流轉(zhuǎn)化為電壓的電路(例如，電感器L2)，所述電壓形成第一振蕩器的第一輸出(例如，輸出56)。

圖3是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的用于調(diào)諧正交振蕩器的實例性技術(shù)的流程圖。圖3中所圖解說明的技術(shù)可實施于包含圖1及2中所圖解說明的電路的本發(fā)明中所描述的電路中的任一者中。

可變增益放大器18及/或晶體管M7、M8、M9以基于可調(diào)整增益參數(shù)(例如，頻率調(diào)諧信號54)而確定的增益來放大第一振蕩器(例如，正交相位振蕩器14)的輸出(例如，輸出60、62)以產(chǎn)生經(jīng)放大輸出信號(100)。電感器L1、L2、L3、L4將經(jīng)放大輸出信號以電感方式耦合到第二振蕩器(例如，同相振蕩器12)的輸出(例如，輸出56、58)(102)。

在一些實例中，耦合電路(例如，晶體管M3、M4)放大第一振蕩器(例如，正交相位振蕩器14)的輸出(例如，輸出60、62)以產(chǎn)生第二經(jīng)放大輸出信號。在此類實例中，耦合電路(例如，晶體管M3、M4的漏極)可將第二經(jīng)放大輸出信號直接耦合到第二振蕩器的輸出(例如，輸出56、58)。在一些實例中，可調(diào)整增益參數(shù)為可調(diào)整跨導(dǎo)參數(shù)(例如，調(diào)整頻率調(diào)諧信號54可調(diào)整晶體管M7的跨導(dǎo))。

圖4是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的用于調(diào)諧正交振蕩器的另一實例性技術(shù)的流程圖。圖4中所圖解說明的技術(shù)可實施于包含圖1及2中所圖解說明的電路的本發(fā)明中所描述的電路中的任一者中。

晶體管M1放大第二振蕩器(例如，晶體管M1、M2)的第一輸出信號(例如，輸出58)以產(chǎn)生第一電流(104)。晶體管M3放大第一振蕩器(例如，晶體管M11、M12)的輸出處的輸出信號(例如，輸出62)以產(chǎn)生第二電流(106)。晶體管M7放大第一振蕩器(例如，晶體管M11、M12)的輸出處的輸出信號(例如，輸出62)以產(chǎn)生第三電流(108)。

形成于晶體管M1、M3的漏極處的結(jié)節(jié)點組合第一與第二電流以形成流動穿過在軌道42與晶體管M1、M3的漏極之間形成的電流路徑的第四電流的第一電流分量(110)。電感器L1、L2將第三電流以電感方式耦合到所述電流路徑以產(chǎn)生流動穿過所述電流路徑的第四電流的第二電流分量(112)。電感器L2將第四電流轉(zhuǎn)化為形成第二振蕩器(例如，晶體管M1、M2)的第二輸出信號(例如，輸出56)的電壓(114)。第二輸出信號可與第一輸出信號異相180度。

本發(fā)明描述用于VCO調(diào)諧的技術(shù)。高質(zhì)量變?nèi)荻O管可用于低頻率VCO中的頻率調(diào)諧。然而，在高頻率下，高質(zhì)量變?nèi)荻O管可不必為可用的。本發(fā)明描述在一些實例中可在不需要使用變?nèi)荻O管的情況下提供正交振蕩器的頻率調(diào)諧的技術(shù)。在一些實例中，本發(fā)明的技術(shù)可使用正交振蕩器中的正交信號與可變增益放大器(VGA)來提供電抗調(diào)諧。

在一些實例中，本發(fā)明中所描述的技術(shù)及/或電路可完全整合在一起。在進一步實例中，本發(fā)明中所描述的電路可能夠在不需要使用變?nèi)荻O管的情況下操作高達與有源組件具有增益的頻率相同的頻率。

在圖1及2中，來自正交振蕩器兩側(cè)的信號可彼此異相90°。正交信號可在交叉耦合時充當(dāng)電抗信號。所述信號可耦合到及/或來自槽電路或有源電路。正交耦合可作為VGA的部分進行或單獨進行。VGA可提供用于調(diào)諧的可變正交(電抗)信號。

本發(fā)明中所描述的技術(shù)及電路可在一些實例中實施于一或多個集成電路的任一組合上。雖然已通過實例方式展示并描述了說明性實例，但在前述揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，廣泛替代實例為可能的。