一种宽调频高频LC VCO的设计

图3中VQ5，VQ6管的负跨导可以补偿振荡中的电路损耗，为振荡提供能量。控制电压Vr控制变容二极管电容的变化，以达到控制振荡频率的目的。VQ5和VQ6尺寸相同，交叉耦合，忽略沟道调制效应和体效应等二阶效应，可得到其等效电路，如图4所示。

由于Vce5=Vbe6，Vce6=Vbe5，在振荡平衡时，A、B两点的电压幅度对称相等，得Vce5=Vce6，则VQ5的集电极到发射极(即AM两端)的交流等效电导为：

式中，gmVbe5前面加负号的原因为：此电流源增大时Vce5是减少的。化简式(1)可得：

这是一个负电导。正电阻吸收能量，负电阻提供能量，而此处VQ5的集电极到发射极的负电导表示晶体管提供能量转换，将直流电源的能量转换为交流能量。同理，VQ6的集电极到发射极(即BM两端)的等效电导为-gm。则单端口网络AB的输入电阻是VQ5、VQ6两端发射极输出电阻的串联，即

当由单端口网络提供的负阻Rm等于并联谐振回路的电阻时，负阻提供的能量补充了并联谐振电路的损耗，则振荡维持。振荡器的谐振频率等于并联谐振频率，其输出频率为：

利用安捷伦公司的ADS软件对电路进行仿真，从图5可看出压控振荡器在控制电压为1.98～3.98 V变化时，振荡器调谐范围为1.14～1.18GHz。图6为压控振荡器电路版图。

2 结论

介绍一种宽调频高频LCVCO的设计。其核心电路采用差分形式交叉耦合电路结构实现。在与外部电路相接时，考虑到外部电路的变化对压控振荡器的影响，采用以射极跟随器为主要结构构成的buffer，消除了外部电路的影响。并且在版图设计中采用片上集成电感，实现了整个VC0电路的片上集成，达到设计要求。

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