專利名稱：振蕩器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及振蕩器，更具體地，針對鎖定在一起的兩個或多個振蕩器，特別是LC振蕩器。
背景振蕩器被使用于大多數(shù)類型的電子電路。在某些應用中，頻率精確度和穩(wěn)定度不太重要，但在其他的應用中，振蕩器具有一個有非常低的相位噪聲的純的頻譜是極其重要的。一種將這些要求設置得非常高的應用是在通信系統(tǒng)中。在通信系統(tǒng)中振蕩器常常被看作為構件塊，它應該是小的，優(yōu)選地是集成的，具有低的制造成本，是可靠的，具有低的功耗，以及也滿足最嚴格的信號質量要求。得到這些特性是一項困難的任務，特別是在振蕩器構件塊要在具有可用的有限半導體面積以及有限的可提供功率的集成電路上實現(xiàn)、而沒有任何外部部件的情況下。
已經有幾次嘗試去努力對付這些矛盾的、但非常想要的振蕩器品質。改進振蕩器的相位噪聲的一種方法是把兩個振蕩器鎖定在一起。這在傳統(tǒng)上已經導致兩倍以上的、所需要的半導體面積，以便避免振蕩器的諧振器互相干擾，以及留出空間用于把它們鎖定在一起所需要的附加電路。除了附加振蕩器以外，這個附加電路將增加構件塊的總功耗。增加的功率和增加的占用面積對于便攜的、通常是電池供電的通信設備(諸如蜂窩電話)而言是特別不想要的振蕩器構件塊的特性。看來仍舊存在對振蕩器構件塊改進的余地。
發(fā)明概要本發(fā)明的一個目的是規(guī)定一種減小振蕩器(特別是LC振蕩器)的相位噪聲的方法。
本發(fā)明的另一個目的是規(guī)定一種改進振蕩器特性、特別是LC振蕩器的特性的方法。
本發(fā)明的再一個目的是規(guī)定具有低的相位噪聲的LC振蕩器。
上述的目的是按照本發(fā)明、通過頻率鎖定第一LC振蕩器與至少第二LC振蕩器的方法以及電路和因此也是一個裝置而達到的。該方法包括把第一LC振蕩器的諧振電感器通過互感與至少第二LC振蕩器的諧振電感器相耦合。諧振電感器是所討論的LC振蕩器的諧振電路的電感器，即LC中的L(或者至少是它的一部分)。按照本發(fā)明的、包括兩個鎖定的差動(differential)的LC振蕩器的振蕩器電路的進展是通過AC耦合兩個振蕩器電路的基頻AC接地點而把至少兩個振蕩器電路頻率鎖定在一起的振蕩器裝置。
上述的目的也是按照本發(fā)明、通過包括第一LC振蕩器和第二LC振蕩器的振蕩器電路而達到的。第一LC振蕩器包括諧振電感器，以及第二LC振蕩器包括諧振電感器。第一LC振蕩器和第二LC振蕩器具有基本相同的基頻。按照本發(fā)明，第一LC振蕩器的諧振電感器通過互感被感應地耦合到第二LC振蕩器的諧振電感器。由此，第一LC振蕩器和第二LC振蕩器可以互相頻率鎖定。
在某些實施例中，振蕩器電路包括第三LC振蕩器。該第三LC振蕩器包括諧振電感器，以及第三LC振蕩器的諧振電感器通過互感被感應地耦合到其他LC振蕩器的至少一個其他諧振電感器。在這些實施例的某些實施例中，振蕩器電路包括第四LC振蕩器。該第四LC振蕩器包括諧振電感器，以及該第四LC振蕩器的諧振電感器通過互感而被感應地耦合到其他LC振蕩器的至少一個其他諧振電感器。
在其他實施例中，振蕩器電路包括任意數(shù)目的另外的LC振蕩器。每個另外的LC振蕩器包括諧振電感器，以及另外的LC振蕩器的每個諧振電感器通過互感被感應地耦合到其他LC振蕩器的至少一個其他諧振電感器。
在某些實施例中，在LC振蕩器的諧振電感器之間通過互感的感應耦合是通過至少部分地交織纏繞各個諧振電感器(它們通過互感而感應耦合)的電感繞組而實現(xiàn)的。LC振蕩器可以適當?shù)鼐哂谢旧舷嗤碾娐贰Ｓ欣?，對于所有LC振蕩器而言，LC振蕩器的基頻是基本上相同的頻率。
在某些實施例中，LC振蕩器是差動LC振蕩器，其中每個差動LC振蕩器包括由于差動對稱性而導致的至少一個基頻AC-地。
上述的目的還是按照本發(fā)明、通過通信單元而達到的，其中該通信單元包括按照任何前述實施例的振蕩器電路。
上述的目的還是按照本發(fā)明、通過包括第一振蕩器電路和第二振蕩器電路的振蕩器裝置而達到的，每個振蕩器電路是按照前述的實施例，其中每個LC振蕩器是差動LC振蕩器，包括由于差動對稱性而導致的至少一個基頻AC-地。按照本發(fā)明，該振蕩器裝置包括在第一振蕩器電路的至少一個基頻AC接地點之一與第二振蕩器電路的至少一個基頻AC接地點之一之間的第一AC耦合，因此把第一振蕩器電路鎖定到第二振蕩器電路。
適當?shù)?，第一振蕩器電路與第二振蕩器電路基本上是相同的。有利地，第一AC耦合是在第一振蕩器電路的第一基頻AC接地點與第二振蕩器電路的第一基頻AC接地點之間，該第一基頻AC接地點是相同的基頻AC接地點。
在某些實施例中，振蕩器裝置包括在第一振蕩器電路的第二基頻AC接地點與第二振蕩器電路的第二基頻AC接地點之間的第二AC耦合，該第二基頻AC接地點是相同的基頻AC接地點。
振蕩器裝置的某些實施例包括類似的第三振蕩器電路。適當?shù)兀蛘叩谝籄C耦合還被AC耦合到該第三振蕩器電路的第一基頻AC接地點，或者適當?shù)?，該振蕩器電路包括在第一振蕩器電路的第二基頻AC接地點與第三振蕩器電路的第二基頻AC接地點之間的第二AC耦合，該第二基頻AC接地點是相同的基頻AC接地點，以及是與第一基頻AC接地點分開的。
第三振蕩器電路可以適當?shù)鼗蛘呔哂信c第一和第二振蕩器電路基本上相同的基頻，或者具有第一和第二振蕩器電路的基頻的基本上兩倍的頻率。
振蕩器裝置的某些實施例包括類似的第四振蕩器電路。適當?shù)?，或者第一AC耦合還被AC耦合到第四振蕩器電路的第一基頻AC接地點，或者振蕩器裝置還包括在第二振蕩器電路的一基頻AC接地點(其與第二振蕩器電路的第一基頻AC接地點是分開的)與第四差動振蕩器的相應的基頻AC接地點之間的第三AC耦合。
有利地，第四振蕩器電路可以具有一個基頻，該基頻基本上是第一和第二振蕩器電路的基頻的頻率，或第四振蕩器電路可以適當?shù)鼐哂幸粋€基頻，該基頻基本上是第一和第二振蕩器電路的基頻的頻率的兩倍，或第四振蕩器電路可以適當?shù)鼐哂幸粋€基頻，該基頻基本上是第三振蕩器電路的基頻的頻率的兩倍。
在某些實施例中，在兩個或多個基頻AC接地點之間的一個或多個AC耦合還通過AC阻抗元件被耦合到電壓源。在其他實施例中，在兩個或多個基頻AC接地點之間的一個或多個AC耦合還通過AC阻抗元件被耦合到地。
適當?shù)?，在兩個或多個基頻AC接地點之間的一個或多個AC耦合是直接耦合，和/或在兩個或多個基頻AC接地點之間的一個或多個AC耦合是電阻耦合，和/或在兩個或多個基頻AC接地點之間的一個或多個AC耦合是電容耦合。
上述的目的還是按照本發(fā)明、通過包括任意數(shù)目的(至少兩個)振蕩器電路的振蕩器裝置而達到的，每個振蕩器電路是按照前述的實施例，其中每個LC振蕩器是差動LC振蕩器，它包括由于差動對稱性而導致的至少一個基頻AC-地。按照本發(fā)明，振蕩器裝置包括在振蕩器電路的基頻AC接地點之間的任意數(shù)目的AC耦合，因此頻率鎖定該振蕩器電路。
上述的目的還是按照本發(fā)明、通過通信單元而達到的，其中該通信單元包括按照任何前述的實施例的振蕩器裝置。
上述的目的還是按照本發(fā)明、通過把第一LC振蕩器頻率鎖定到第二LC振蕩器的方法而達到的。按照本發(fā)明，該方法包括通過互感而耦合第一LC振蕩器的諧振電感器和第二LC振蕩器的諧振電感器。
通過提供按照本發(fā)明的LC振蕩器，得到優(yōu)于現(xiàn)有技術振蕩器的多個優(yōu)點。本發(fā)明的主要目的是提供具有高質量信號輸出的改進的LC振蕩器。這是按照本發(fā)明、通過感應耦合LC振蕩器的諧振電感器，以便把它們頻率鎖定在一起而得到的。通過按照本發(fā)明將兩個或多個LC振蕩器鎖定在一起，每個振蕩器的相位噪聲被減小多達3n dB，其中2n是耦合的振蕩器的數(shù)目。而且，正的互感在相對的振蕩器中感應電流，使得諧振器中的相同電壓擺動可以以低得多的偏置電流維持。在耦合因子為1的極限下，電流偏置的減小是因子2，因此使得功耗與單個振蕩器的功耗相同。再者，通過減小每個振蕩器中的偏置電流，諧振器的負載可被減小，因此增加被加載的Q。這可以改進相位噪聲，甚至超出通過互相鎖定兩個振蕩器而得到的3dB。另外，在某些實施例中，由電感消耗的面積僅僅少量地大于單個電感消耗的面積。由于電感常常構成振蕩器的空間要求的主要部分，所以總的振蕩器面積增加的倍數(shù)比2小得多。在按照本發(fā)明的某些實施例中，通過減小電感的尺寸，則除了減小空間要求以外，相位噪聲也可以以增加功耗為代價來甚至進一步被減小。并且振蕩器這樣地被鎖定，使得兩個振蕩器的輸出互相同相。通過按照本發(fā)明把兩個LC振蕩器耦合在一起，相位噪聲可以因此被減小3dB或更多，而不占用更多的空間和沒有額外的功耗。本發(fā)明的其他優(yōu)點從詳細說明中將會看到。
附圖簡述現(xiàn)在參照以下的附圖，將示例性地而不是限制性地、更詳細地描述本發(fā)明，其中

圖1顯示并聯(lián)諧振振蕩器的原理的圖，圖2顯示本發(fā)明的基本原理的圖，圖3A顯示按照本發(fā)明耦合的兩個電感器的軌道布局(tracklayout)的第一例子，圖3B顯示中心抽頭偏置的兩個電感器的軌道布局的第一例子，圖4A顯示按照本發(fā)明耦合的兩個電感器的軌道布局的第二例子，圖4B顯示中心抽頭偏置的兩個電感器的軌道布局的第二例子，圖5A顯示按照本發(fā)明耦合的四個電感器的軌道布局的例子，圖5B顯示中心抽頭偏置的四個電感器的軌道布局的例子，圖6顯示按照本發(fā)明耦合的兩個差動LC振蕩器的示意圖，圖7顯示按照本發(fā)明的鎖定的振蕩器的星形配置，圖8顯示按照本發(fā)明的鎖定的振蕩器的串行配置。
詳細說明為了闡明按照本發(fā)明的方法和裝置，現(xiàn)在結合圖1到8描述它的使用的某些例子。
圖1顯示并聯(lián)諧振LC振蕩器。該振蕩器包括在LC諧振電路100中的電容C和電感L。有源驅動元件由負阻-R和衰減電阻(dampeningresistance)R代表。諧振頻率，即，振蕩器將振蕩的頻率，它的基頻，由f0＝1/(2π·(L·C)1/2)近似給出。那是當并聯(lián)諧振電路的阻抗高時。如果它是串聯(lián)諧振LC振蕩器，則諧振將出現(xiàn)在串聯(lián)諧振電路具有低阻抗時。本發(fā)明并不限制是使用并聯(lián)或是串聯(lián)諧振LC振蕩器、它們是固定頻率還是可調諧的振蕩器，本發(fā)明對所使用的振蕩器設置的唯一限制是它們在諧振電路中都具有電感。
本發(fā)明是基于這樣的思想令兩個或者多個LC振蕩器的諧振器盡可能多地互相干擾，而不是試圖避免任何干擾。這種想要的干擾是通過想要耦合的LC振蕩器的諧振器的電感器的互感耦合而實現(xiàn)的。
圖2顯示按照本發(fā)明的、用于頻率鎖定的耦合的兩個并聯(lián)諧振LC振蕩器。這兩個LC振蕩器都包括在它們各自的諧振電路200，210中的電容C，C’和電感L，L’。每個LC振蕩器還包括某種類型的驅動裝置，這里也用各自的負阻元件-R，-R’來代表，以及每個振蕩器也被衰減R，R’。按照本發(fā)明，每個各自諧振電路200，210的電感L，L’被互感M耦合。該互感由在電感L，L’之間的物理關系被給出。在振蕩器之間的最后得到的耦合系數(shù)K由K＝M/(L·L’)1/2給出，即，它也取決于電感器的尺寸。耦合系數(shù)適當?shù)乜梢允窃?.01與1之間的某個數(shù)值，其中初始測試已經表明具有增加的耦合的改進結果。在按照本發(fā)明的、要被頻率鎖定的兩個或多個LC振蕩器之間的頻率差別應當優(yōu)選地在頻率上只相差約50％或更小的量級。
如前所述，作為通信系統(tǒng)中的構件塊的振蕩器優(yōu)選地在集成電路上被實現(xiàn)，而不用任何外部部件。為了避免使用任何外部部件，必須集成該電感器。圖3A到5B都顯示按照本發(fā)明的帶有互感的諧振電感器的軌道布局的例子，它們適合于在集成電路內用一個或多個金屬層來實施。
圖3A顯示按照本發(fā)明的、帶有互感的兩個諧振電路電感器的軌道布局的第一例。在該第一例中，諧振電感器至少基本上被實施在同一個金屬層上以及重疊。每個電感器包括到每個各自振蕩器的其余部分的連接330，340。第一電感器的軌道339在本例中是不斷開的，而第二電感器的軌道349藉助于通孔341，343，345，347行進在不同的層之間，以避免在電感之間的任何物理耦合。
圖3B顯示類似于按照圖3A的第一例子的安排，但它附加上用于DC偏置的軌道。某些振蕩器需要藉助于在諧振電感器上的中心抽頭而被連接的偏置，即參考電壓或電源連接。偏置軌道379可被連接371，373到任一端的電壓源。通孔375，377把偏置軌道379連接到每個各自電感器軌道339，349的中心抽頭。偏置軌道379在兩個方向上是對稱的，以便對于電感器給出相等的和對稱的影響。
圖4A顯示按照本發(fā)明的、帶有互感耦合的兩個諧振電路電感器的軌道布局的第二個例子。兩個電感器被布置成在相互之上，即，是在不同的金屬層并且重疊。每個電感器包括它自己的連接430，440以及未斷開的軌道439，449。圖4B顯示類似于按照圖3B的第二例子的安排，但它帶有DC偏置網絡軌道479。本例中的偏置網絡包括在每一端的電壓源連接471，473。本例也使用通孔475，477以連接到各個中心抽頭的電感器軌道439，449。偏置軌道479在兩個方向上是對稱的，以便對于電感器給出相等的和對稱的影響。
圖5A顯示按照本發(fā)明的、諧振電路電感器互感耦合的軌道布局的第三個例子。本例包括四個不重疊的電感器，但它們可以適當?shù)靥幵谕粋€金屬層。每個電感器和相應的電感器軌道539，549，559，569包括它本身到相應振蕩器的其余部分的連接530，540，550，560。本例涉及到通過在各個振蕩器的諧振電感器之間的互感被耦合和被頻率鎖定在一起的四個振蕩器。
圖5B顯示按照圖5A的第三例子，附加上到每個電感器的中心抽頭的DC偏置。偏置網絡579包括四個偏置連接571，572，573，574，每個偏置連接與電感器連接，以及還包括到相應的電感中心抽頭的中心抽頭通孔575，576，577，578。偏置網絡579在兩個方向上是對稱的，以便對于電感器給出相等的和對稱的影響。
如前所述，通過振蕩器的諧振電感器的互感耦合而互相頻率鎖定兩個或多個振蕩器的本發(fā)明并不限于任何類型的振蕩器，只是所討論的振蕩器在它們各自的諧振電路中必須具有至少一個電感器。圖6顯示通過互感M耦合而按照本發(fā)明進行頻率耦合的兩個差動LC振蕩器的示意圖。這樣的振蕩器安排包括通過諧振器電感器的互感耦合而按照本發(fā)明互相進行頻率鎖定的兩個差動振蕩器，它將被稱為超振蕩器(superoscillator)。每個差動LC振蕩器包括具有各自的電容器C3，C4，C3’，C4’和各自的電感器L1，L2，L1’，L2’的諧振電路部分。每個差動LC振蕩器還包括帶有晶體管T1，T1’，T2，T2’，電阻R1，R1’，R2，R2’，R3，R3’和電容C1，C1’，C2，C2’的驅動部分。
諧振器的電容C3，C4，C3’，C4’每個被顯示為分成兩個電容，這是為了造成可任選的基頻AC接地點640，641。該諧振器的電感器L1，L2，L1’，L2’還每個被顯示為分成兩個電感器，由此對于本例造成必須的DC偏置點650，651，它也起到基頻AC接地點的作用。每個差動振蕩器還包括一個基頻AC接地點630，631，和兩個組合的基頻AC地與DC偏置點610，611，620，621?；lAC接地點是其中差動振蕩器的基頻由于差動振蕩器的對稱性而被有效地抵消的一個點。基頻AC地還僅僅包括奇次諧波，即，基頻的偶倍數(shù)，第一諧波是主導的諧波。
按照本發(fā)明的另一個改進方案，如前所述的兩個超振蕩器可以通過把一個超振蕩器的基頻AC接地點與另一個超振蕩器的基頻AC接地點進行AC耦合，而被頻率鎖定在一起。通過將這些AC接地點AC耦合在一起，超振蕩器將力圖把這個點做成盡可能好的AC接地點，且因此這樣地調節(jié)它們的相位，以使得基波抵消。超振蕩器所以是異相90°，即，是正交的，以及有相同的頻率。
AC耦合可以是直接耦合、電容、電阻等等。被耦合在一起的超振蕩器的基頻AC接地點優(yōu)選地是同一類型的點，使得耦合點具有相同的振幅。否則，在耦合中可能需要某種匹配。按照本發(fā)明的超振蕩器包括用于每種類型的點的兩個基頻AC接地點，每個差動振蕩器一個基頻接地點。這對于布局目的和/或對于把一個以上的超振蕩器耦合到一個超振蕩器可以是非常有利的。按照本發(fā)明的這個增強方案的、要被頻率鎖定的兩個或多個超振蕩器之間的頻率差別優(yōu)選地只應當在頻率上相差約10％或更小的量級。
圖7顯示以星形配置的、按照本發(fā)明被鎖定在一起的四個超振蕩器710，720，730，740的例子，即，每個超振蕩器710，720，730，740的基頻AC接地點712，714，722，724，732，734，742，744被AC耦合在一起750。每個超振蕩器710，720，730，740包括如前所述的、按照本發(fā)明被鎖定在一起的兩個差動振蕩器。每個超振蕩器包括同一種類型的兩個基頻AC接地點712，714，722，724，732，734，742，744，要使用哪一個將例如取決于布局。如果所使用的基頻AC接地點也有DC偏置類型，則可能需要DC偏置阻抗760以及DC偏置點762?；蚨嗷蛏俚某袷幤骺梢砸灾T如這種的星形配置被頻率鎖定在一起。應當指出，超振蕩器可以使用同一個基頻AC接地點，用于AC耦合到兩個或多個其他的超振蕩器。
圖8顯示以串聯(lián)配置的、按照本發(fā)明被頻率鎖定在一起的四個超振蕩器810，820，830，840的例子，即，任何超振蕩器810，820，830，840不是通過基頻AC接地點812，814，822，824，832，834，842，844與兩個以上另外的超振蕩器810，820，830，840 AC耦合在一起。在本例中，第一超振蕩器810的第二差動振蕩器的基頻AC接地點814與第二超振蕩器820的第一差動振蕩器的基頻AC接地點822被AC耦合851在一起。第二超振蕩器820的第二差動振蕩器的基頻AC接地點824與第三超振蕩器830的第一差動振蕩器的基頻AC接地點832被AC耦合852在一起。以及第三超振蕩器830的第二差動振蕩器的基頻AC接地點834與第四超振蕩器840的第一差動振蕩器的基頻AC接地點842被AC耦合853在一起。在圖上顯示具有相應的DC偏置點816，826，836的可任選的DC配置阻抗815，825，835?；蚨嗷蛏俚某袷幤骺梢砸灾T如這種的串聯(lián)配置被頻率鎖定在一起。應當指出，超振蕩器可以使用同一個基頻AC接地點，用于AC耦合到兩個其他的超振蕩器。
本發(fā)明的基本概念是通過在LC振蕩器的諧振電感器之間的互感耦合而互相頻率鎖定LC振蕩器。在本發(fā)明的增強方案中，包括通過其諧振電感器的互感耦合而頻率鎖定的兩個差動LC振蕩器的超振蕩器通過把超振蕩器的基頻AC接地點AC耦合在一起而被頻率鎖定到一個或多個其他的超振蕩器。本發(fā)明并不限于上述的實施例，而是可以在以下的權利要求的范圍內變化。
圖1，LC振蕩器，C LC諧振電路電容器，L LC諧振電路電感器，R 電阻，-R 負阻，100 LC諧振電路。
圖2，按照本發(fā)明耦合的LC振蕩器，C 第一LC振蕩器的LC諧振電路電容器，C’第二LC振蕩器的LC諧振電路電容器，M L與L’之間的互感L 第一LC振蕩器的LC諧振電路電感器，L’第二LC振蕩器的LC諧振電路電感器，R 第一LC振蕩器的電阻，R’第二LC振蕩器的電阻，-R 第一LC振蕩器的負阻，-R’ 第二LC振蕩器的負阻，200 第一LC振蕩器的LC諧振電路。
201 第二LC振蕩器的LC諧振電路。
圖3，按照本發(fā)明的諧振電路電感器耦合的軌道布局的第一例子，兩個電感器基本上在同一個金屬層以及重疊，330 第一電感器的連接，339 第一電感器軌道，340 第二電感器的連接，341 第二電感器的、在不同的金屬層之間的通孔，343 第二電感器的、在不同的金屬層之間的通孔，345 第二電感器的、在不同的金屬層之間的通孔，347 第二電感器的、在不同的金屬層之間的通孔，349 第二電感器軌道，371 到電感器的中心抽頭的可任選偏置的第一連接，373 到電感器的中心抽頭的可任選偏置的第二連接，
375到第二電感器的偏置網絡中心抽頭通孔，377到第一電感器的偏置網絡中心抽頭通孔，379偏置網絡軌道。
圖4，按照本發(fā)明的諧振電路電感器耦合的軌道布局的第二例子，兩個電感器被布置成在相互之上，即，在不同的金屬層以及重疊，430第一電感器的連接，439第一電感器軌道，440第二電感器的連接，449第二電感器軌道，471到電感器的中心抽頭的可任選偏置的第一連接，473到電感器的中心抽頭的可任選偏置的第二連接，475到第二電感器的偏置網絡中心抽頭通孔，477到第一電感器的偏置網絡中心抽頭通孔，479偏置網絡軌道。
圖5，按照本發(fā)明的諧振電路電感器耦合的軌道布局的第三例子，四個電感器沒有重疊，基本上在同一個金屬層，530第一電感器的連接，539第一電感器軌道，540第二電感器的連接，549第二電感器軌道，550第三電感器的連接，559第三電感器軌道，560第四電感器的連接，569第四電感器軌道，571到電感器的中心抽頭的可任選偏置的第一連接，572到電感器的中心抽頭的可任選偏置的第二連接，573到電感器的中心抽頭的可任選偏置的第三連接，574到電感器的中心抽頭的可任選偏置的第四連接，575到第一電感器的偏置網絡中心抽頭通孔，
576 到第二電感器的偏置網絡中心抽頭通孔，577 到第三電感器的偏置網絡中心抽頭通孔，578 到第四電感器的偏置網絡中心抽頭通孔，579 偏置網絡軌道。
圖6C1第一差動振蕩器的第一電容器，C1’ 第二差動振蕩器的第一電容器，C2第一差動振蕩器的第二電容器，C2’ 第二差動振蕩器的第二電容器，C3，C4第一差動振蕩器的第三和第四電容器，兩個電容器產生在它們之間的基頻AC接地點，C3’，C4’第二差動振蕩器的第三和第四電容器，兩個電容器產生在它們之間的基頻AC接地點，M在L1與L1’和L2與L2’之間的互感，L1，L2 第一差動振蕩器的第一和第二電感器，基本上，中心抽頭電感器用于偏置和基頻AC接地點，L1’，L2’第二差動振蕩器的第一和第二電感器，基本上，中心抽頭電感器用于偏置和基頻AC接地點，R1第一差動振蕩器的第一電阻，R1’ 第二差動振蕩器的第一電阻，R2第一差動振蕩器的第二電阻，R2’ 第二差動振蕩器的第二電阻，R3第一差動振蕩器的第三電阻，R3’ 第二差動振蕩器的第三電阻，T1第一差動振蕩器的第一晶體管，T1’ 第二差動振蕩器的第一晶體管，T2第一差動振蕩器的第二晶體管，T2’ 第二差動振蕩器的第二晶體管，610 第一差動振蕩器的偏置點和基頻AC接地的第一點，611 第二差動振蕩器的偏置點和基頻AC接地的第一點，620 第一差動振蕩器的偏置點和基頻AC接地的第二點，
621第二差動振蕩器的偏置點和基頻AC接地的第二點，630第一差動振蕩器的基頻AC接地的第三點，631第二差動振蕩器的基頻AC接地的第三點，640第一差動振蕩器的基頻AC接地的第四點，641第二差動振蕩器的基頻AC接地的第四點，650第一差動振蕩器的偏置點和基頻AC接地的第五點，651第二差動振蕩器的偏置點和基頻AC接地的第五點。
圖7，以星形配置的、按照本發(fā)明鎖定在一起的四個超振蕩器的例子，每個超振蕩器包括按照本發(fā)明鎖定在一起的兩個差動振蕩器，710第一超振蕩器，712第一超振蕩器的第一差動振蕩器的基頻AC接地點，714第一超振蕩器的第二差動振蕩器的基頻AC接地點，720第二超振蕩器，722第二超振蕩器的第一差動振蕩器的基頻AC接地點，724第二超振蕩器的第二差動振蕩器的基頻AC接地點，730第三超振蕩器，732第三超振蕩器的第一差動振蕩器的基頻AC接地點，734第三超振蕩器的第二差動振蕩器的基頻AC接地點，740第四超振蕩器，742第四超振蕩器的第一差動振蕩器的基頻AC接地點，744第四超振蕩器的第二差動振蕩器的基頻AC接地點，750基頻AC接地點的公共耦合點，760可任選的DC偏置阻抗、高的AC阻抗和低的DC阻抗，取決于所使用的是哪個基頻AC接地點，762基頻AC接地點的可任選的DC偏置點。
圖8，以串聯(lián)配置的、按照本發(fā)明鎖定在一起的四個超振蕩器的例子，每個超振蕩器包括按照本發(fā)明鎖定在一起的兩個差動振蕩器，810第一超振蕩器，
812 第一超振蕩器的第一差動振蕩器的基頻AC接地點，814 第一超振蕩器的第二差動振蕩器的基頻AC接地點，815 可任選的DC偏置阻抗、高的AC阻抗和低的DC阻抗，取決于被使用來耦合第一和第二超振蕩器的是哪個基頻AC接地點，816 被使用來耦合第一和第二超振蕩器的基頻AC接地點的可任選的DC偏置點，820 第二超振蕩器，822 第二超振蕩器的第一差動振蕩器的基頻AC接地點，824 第二超振蕩器的第二差動振蕩器的基頻AC接地點，825 可任選的DC偏置阻抗、高的AC阻抗和低的DC阻抗，取決于被使用來耦合第二和第三超振蕩器的是哪個基頻AC接地點，826 被使用來耦合第二和第三超振蕩器的基頻AC接地點的可任選的DC偏置點，830 第三超振蕩器，832 第三超振蕩器的第一差動振蕩器的基頻AC接地點，834 第三超振蕩器的第二差動振蕩器的基頻AC接地點，835 可任選的DC偏置阻抗、高的AC阻抗和低的DC阻抗，取決于被使用來耦合第三和第四超振蕩器的是哪個基頻AC接地點，836 被使用來耦合第三和第四超振蕩器的基頻AC接地點的可任選的DC偏置點，840 第四超振蕩器，842 第四超振蕩器的第一差動振蕩器的基頻AC接地點，844 第四超振蕩器的第二差動振蕩器的基頻AC接地點，851 第一超振蕩器的基頻AC接地點與第二超振蕩器的基頻AC接地點的公共耦合點，852 第二超振蕩器的基頻AC接地點與第三超振蕩器的基頻AC接地點的公共耦合點，853 第三超振蕩器的基頻AC接地點與第四超振蕩器的基頻AC接地點的公共耦合點。
權利要求
1.一種包括第一LC振蕩器和第二LC振蕩器的振蕩器電路，該第一LC振蕩器包括諧振電感器，該第二LC振蕩器包括諧振電感器，該第一LC振蕩器和第二LC振蕩器具有基本相同的基頻，其特征在于，該第一LC振蕩器的諧振電感器通過互感而被耦合到第二LC振蕩器的諧振電感器，由此使得第一LC振蕩器和第二LC振蕩器能夠互相頻率鎖定。
2.按照權利要求1的振蕩器電路，其特征在于，該振蕩器電路包括第三LC振蕩器，該第三LC振蕩器包括諧振電感器，以及該第三LC振蕩器的諧振電感器通過互感而被耦合到其他LC振蕩器的至少一個其他諧振電感器。
3.按照權利要求2的振蕩器電路，其特征在于，該振蕩器電路包括第四LC振蕩器，該第四LC振蕩器包括諧振電感器，以及該第四LC振蕩器的諧振電感器通過互感而被耦合到其他LC振蕩器的至少一個其他諧振電感器。
4.按照權利要求1的振蕩器電路，其特征在于，該振蕩器電路包括任意數(shù)目的另外的LC振蕩器，每個另外的LC振蕩器包括諧振電感器，以及該另外LC振蕩器的每個諧振電感器通過互感而被耦合到其他LC振蕩器的至少一個其他諧振電感器。
5.按照權利要求1到4的任一項的振蕩器電路，其特征在于，在LC振蕩器的諧振電感器之間的互感耦合是通過至少部分地纏繞各個諧振電感器的電感繞組而實現(xiàn)的，所述諧振電感器通過互感而感應耦合)。
6.按照權利要求1到5的任一項的振蕩器電路，其特征在于，LC振蕩器具有基本相同的電路。
7.按照權利要求1到6的任一項的振蕩器電路，其特征在于，對于所有的LC振蕩器，LC振蕩器的基頻是基本相同的頻率。
8.按照權利要求1到7的任一項的振蕩器電路，其特征在于，LC振蕩器是差動LC振蕩器，其中每個差動LC振蕩器包括由于差動對稱性而導致的至少一個基頻AC-地。
9.一種包括第一振蕩器電路和第二振蕩器電路的振蕩器裝置，每個振蕩器電路是按照權利要求8的，其特征在于，該振蕩器裝置包括在第一振蕩器電路的至少一個基頻AC接地點之一與第二振蕩器電路的至少一個基頻AC接地點之一之間的第一AC耦合，因此把該第一振蕩器電路鎖定到第二振蕩器電路。
10.按照權利要求9的振蕩器裝置，其特征在于，第一振蕩器電路與第二振蕩器電路是基本上相同的。
11.按照權利要求10的振蕩器裝置，其特征在于，第一AC耦合是在第一振蕩器電路的第一基頻AC接地點與第二振蕩器電路的第一基頻AC接地點之間，該第一基頻AC接地點是相同的基頻AC接地點。
12.按照權利要求11的振蕩器裝置，其特征在于，該振蕩器裝置包括在第一振蕩器電路的第二基頻AC接地點與第二振蕩器電路的第二基頻AC接地點之間的第二AC耦合，該第二基頻AC接地點是相同的基頻AC接地點。
13.按照權利要求9到11的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，該振蕩器裝置包括按照權利要求8的第三振蕩器電路。
14.按照權利要求13的振蕩器裝置，其特征在于，第一AC耦合還被AC耦合到第三振蕩器電路的第一基頻AC接地點。
15.按照權利要求13的振蕩器裝置，其特征在于，該振蕩器電路包括在第一振蕩器電路的第二基頻AC接地點與第三振蕩器電路的第二基頻AC接地點之間的第二AC耦合，該第二基頻AC接地點是相同的基頻AC接地點，以及是與第一基頻AC接地點分開的。
16.按照權利要求13到15的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，第三振蕩器電路具有與第一和第二振蕩器電路基本上相同的基頻。
17.按照權利要求13到15的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，第三振蕩器電路具有一個基頻，該基頻是第一和第二振蕩器電路的基頻的基本上兩倍的頻率。
18.按照權利要求13到17的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，振蕩器裝置包括按照權利要求8的第四振蕩器電路。
19.按照權利要求18的振蕩器裝置，其特征在于，第一AC耦合還被AC耦合到第四振蕩器電路的第一基頻AC接地點。
20.按照權利要求18的振蕩器裝置，其特征在于，該振蕩器裝置還包括在第二振蕩器電路的一個基頻AC接地點與第四差動振蕩器的相應的基頻AC接地點之間的第三AC耦合，該第二振蕩器電路的該基頻AC接地點是與第二振蕩器電路的第一基頻AC接地點分開的。
21.按照權利要求18到20的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，第四振蕩器電路具有一個基頻，該基頻基本上為該第一和第二振蕩器電路的基頻的頻率。
22.按照權利要求18到20的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，第四振蕩器電路具有一個基頻，該基頻基本上是第一和第二振蕩器電路的基頻頻率的兩倍。
23.按照權利要求18到20的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，第四振蕩器電路具有一個基頻，該基頻基本上是第三振蕩器電路的基頻頻率的兩倍。
24.按照權利要求9到23的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，在兩個基頻AC接地點之間的一個AC耦合還通過AC阻抗元件被耦合到電壓源。
25.按照權利要求9到23的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，在兩個基頻AC接地點之間的一個AC耦合還通過AC阻抗元件被耦合到地。
26.按照權利要求9到25的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，在兩個基頻AC接地點之間的一個AC耦合是直接耦合。
27.按照權利要求9到25的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，在兩個基頻AC接地點之間的一個AC耦合是電阻耦合。
28.按照權利要求9到25的任一項的振蕩器裝置，其特征在于，在兩個基頻AC接地點之間的一個AC耦合是電容耦合。
29.一種包括任意數(shù)目的振蕩器電路的振蕩器裝置，每個振蕩器電路是按照權利要求8的，其特征在于，該振蕩器裝置包括在振蕩器電路的基頻AC接地點之間的任意數(shù)目的AC耦合，因此頻率鎖定該振蕩器電路。
30.一種通信單元，其特征在于，該通信單元包括按照權利要求1到8的任一項的振蕩器電路。
31.一種通信單元，其特征在于，通信單元包括按照權利要求9到28的任一項的振蕩器裝置。
32.一種把第一LC振蕩器頻率鎖定到第二LC振蕩器的方法，其特征在于，該方法包括通過互感而將第一LC振蕩器的諧振電感和第二LC振蕩器的諧振電感相耦合。
全文摘要
把第一LC振蕩器與第二LC振蕩器進行頻率鎖定的方法以及用于其的電路和裝置。該方法包括通過互感將第一LC振蕩器的諧振電感和第二LC振蕩器的諧振電感相耦合。按照本發(fā)明的、包括兩個鎖定的差動LC振蕩器的振蕩器電路的進展是通過AC耦合兩個振蕩器電路的基頻AC接地點而把兩個振蕩器電路鎖定在一起的振蕩器裝置。
文檔編號H03B5/00GK1589520SQ02813464
公開日2005年3月2日 申請日期2002年6月20日 優(yōu)先權日2001年7月5日
發(fā)明者H·雅各布松, S·格沃吉安 申請人:艾利森電話股份有限公司