一種寬調頻高頻LC VCO的設計

圖3中VQ5，VQ6管的負跨導可以補償振蕩中的電路損耗，為振蕩提供能量。控制電壓Vr控制變容二極管電容的變化，以達到控制振蕩頻率的目的。VQ5和VQ6尺寸相同，交叉耦合，忽略溝道調制效應和體效應等二階效應，可得到其等效電路，如圖4所示。

由于Vce5=Vbe6，Vce6=Vbe5，在振蕩平衡時，A、B兩點的電壓幅度對稱相等，得Vce5=Vce6，則VQ5的集電極到發射極(即AM兩端)的交流等效電導為：

式中，gmVbe5前面加負號的原因為：此電流源增大時Vce5是減少的。化簡式(1)可得：

這是一個負電導。正電阻吸收能量，負電阻提供能量，而此處VQ5的集電極到發射極的負電導表示晶體管提供能量轉換，將直流電源的能量轉換為交流能量。同理，VQ6的集電極到發射極(即BM兩端)的等效電導為-gm。則單端口網絡AB的輸入電阻是VQ5、VQ6兩端發射極輸出電阻的串聯，即

當由單端口網絡提供的負阻Rm等于并聯諧振回路的電阻時，負阻提供的能量補充了并聯諧振電路的損耗，則振蕩維持。振蕩器的諧振頻率等于并聯諧振頻率，其輸出頻率為：

利用安捷倫公司的ADS軟件對電路進行仿真，從圖5可看出壓控振蕩器在控制電壓為1.98～3.98 V變化時，振蕩器調諧范圍為1.14～1.18GHz。圖6為壓控振蕩器電路版圖。

2 結論

介紹一種寬調頻高頻LC VCO的設計。其核心電路采用差分形式交叉耦合電路結構實現。在與外部電路相接時，考慮到外部電路的變化對壓控振蕩器的影響，采用以射極跟隨器為主要結構構成的buffer，消除了外部電路的影響。并且在版圖設計中采用片上集成電感，實現了整個VC0電路的片上集成，達到設計要求。

更多資訊請關注：21ic模擬頻道