本公開涉及高頻驅(qū)動(dòng)電路的，更具體地，涉及調(diào)相放大電路和參考頻率源。

背景技術(shù)：

1、在超導(dǎo)、硅自旋量子計(jì)算機(jī)的測(cè)控電路中，需要高性能的c波段乃至毫米波頻段的頻率綜合器。為了降低頻率綜合器的帶內(nèi)相位噪聲，鎖相環(huán)的分頻比越小越好，這需要使用具有高頻的參考頻率源。

2、而傳統(tǒng)的石英晶體振蕩器的頻率一般在100mhz以下，無法有效滿足量子計(jì)算機(jī)的高性能測(cè)控電路迫切需求。具有高頻高q值特性的輻射輪廓式mems（micro-electro-mechanical?systems，簡(jiǎn)稱mems）圓盤諧振器因其能夠提供所需的高頻參考信號(hào)被視為理想的解決方案。但是該型諧振器由于采用電容換能機(jī)制，導(dǎo)致其模態(tài)電阻很大，百kω乃至mω量級(jí)。為了補(bǔ)償諧振器的巨大插入損耗，外圍驅(qū)動(dòng)電路需要很高的跨阻增益，同時(shí)要求電路在諧振頻率處的相移約為0度，以滿足振蕩器的正反饋條件。一般地，通過將驅(qū)動(dòng)電路的帶寬設(shè)置為諧振頻率的10倍或更高來達(dá)成相移為0度的目標(biāo)。但對(duì)于高頻率（>100mhz）的諧振器，很難實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橥瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)超高增益和高帶寬，違背了基本的電路規(guī)律。即使實(shí)現(xiàn)了，電路也極易發(fā)生自激。因此，亟需找到能穩(wěn)定工作的高性能驅(qū)動(dòng)電路方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開提供了調(diào)相放大電路和參考頻率源。

2、本公開一方面提供了一種調(diào)相放大電路，包括：移相器，包括第一輸入端和第一輸出端，第一輸入端用于輸入第一電壓，第一輸出端用于輸出第二電壓，第二電壓為第一電壓移相后的電壓；其中，第一電壓為初始信號(hào)放大后產(chǎn)生的電壓；處理電路，包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管的源極與第二晶體管的漏極連接，第一晶體管的柵極接收第二電壓，第二晶體管的柵極接收第三電壓；基于第一晶體管和第二晶體管的非線性效應(yīng)，確定第二電壓與第三電壓的混頻信號(hào)，混頻信號(hào)包括合頻信號(hào)和差頻信號(hào)；其中，第三電壓為輸入信號(hào)放大后產(chǎn)生的電壓，第三電壓的相位與初始信號(hào)的相位同步。

3、根據(jù)本公開的實(shí)施例，處理電路還包括：濾波器，其輸入端與第一輸入端與第二晶體管的漏極連接，濾波器用于輸出差頻信號(hào)。

4、根據(jù)本公開的實(shí)施例，移相器包括：電容，其一端輸入第一電壓；第三晶體管，其漏極與電容的另一端、第一晶體管的柵極連接，其柵極與濾波器的輸出端連接；基于差頻信號(hào)，調(diào)節(jié)第三晶體管的導(dǎo)通電阻值，以使第二電壓與第三電壓相位同步。

5、根據(jù)本公開的實(shí)施例，還包括：第一支路，用于將初始信號(hào)進(jìn)行放大后產(chǎn)生第一電壓；第二支路，用于將初始信號(hào)進(jìn)行放大后產(chǎn)生第三電壓。

6、根據(jù)本公開的實(shí)施例，初始信號(hào)為電流信號(hào)，第一支路包括：第一放大器，用于將電流信號(hào)放大后，產(chǎn)生第一電壓；隔離電路，與第一放大器和移相器連接，用于隔離移相器的寄生電容。

7、根據(jù)本公開的實(shí)施例，第一放大器包括帶柵壓反饋的電路結(jié)構(gòu)，帶柵壓反饋的電路結(jié)構(gòu)用于降低電流信號(hào)的電阻值。

8、根據(jù)本公開的實(shí)施例，隔離電路包括：第四晶體管，其柵極與第一放大器的輸出端連接；第一電阻，一端與第四晶體管的源極連接，另一端接地。

9、根據(jù)本公開的實(shí)施例，第二支路包括：第二放大器，用于將電流信號(hào)進(jìn)行第一級(jí)放大后產(chǎn)生第四電壓；第三放大器，用于將第四電壓進(jìn)行第二級(jí)放大后產(chǎn)生第三電壓。

10、本公開第二方面提供了一種參考頻率源，包括：諧振器，用于產(chǎn)生頻率信號(hào)；調(diào)相放大電路，用于對(duì)頻率信號(hào)放大后輸出。

11、根據(jù)本公開的實(shí)施例，輸出模式包括單端輸出或差分輸出。

12、根據(jù)本公開的實(shí)施例提供的調(diào)相放大電路和參考頻率源，至少具備以下有益效果：

13、處理電路包括兩個(gè)晶體管，利用兩個(gè)晶體管的非線性作用，可以簡(jiǎn)單直接地確定輸入的兩路電壓的混頻信號(hào)，其中，混頻信號(hào)包括合頻信號(hào)和差頻信號(hào)。本實(shí)施例的處理電路結(jié)構(gòu)中的混頻器結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，能快速的確定輸入兩路電壓的混頻信號(hào)，進(jìn)而確定差頻信號(hào)。以及根據(jù)差頻信號(hào)調(diào)節(jié)移相器晶體管的導(dǎo)通電阻，進(jìn)而調(diào)整移相器的時(shí)間常數(shù)，隨之改變移相器引入的超前相位補(bǔ)償量，從而實(shí)現(xiàn)了電路的自適應(yīng)調(diào)相功能。

技術(shù)特征：

1.一種調(diào)相放大電路，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)相放大電路，其特征在于，所述處理電路還包括：濾波器，其輸入端與所述第一輸入端、所述第二晶體管的漏極連接，所述濾波器用于輸出所述差頻信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)相放大電路，其特征在于，所述移相器包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)相放大電路，其特征在于，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)相放大電路，其特征在于，所述初始信號(hào)為電流信號(hào)，所述第一支路包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)相放大電路，其特征在于，所述第一放大器包括帶柵壓反饋的電路結(jié)構(gòu)，所述帶柵壓反饋的電路結(jié)構(gòu)用于降低輸入所述電流信號(hào)的電阻值。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)相放大電路，其特征在于，所述隔離電路包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)相放大電路，其特征在于，所述第二支路包括：

9.一種參考頻率源，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的參考頻率源，其特征在于，輸出模式包括單端輸出或差分輸出。

技術(shù)總結(jié)
本公開提供一種調(diào)相放大電路和參考頻率源，涉及高頻驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)領(lǐng)域。調(diào)相放大電路包括：移相器，包括第一輸入端和第一輸出端，第一輸入端用于輸入第一電壓，第一輸出端用于輸出第二電壓，第二電壓為第一電壓移相后的電壓；其中，第一電壓為初始信號(hào)放大后產(chǎn)生的電壓；處理電路，包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管的源極與第二晶體管的漏極連接，第一晶體管的柵極接收第二電壓，第二晶體管的柵極接收第三電壓；基于第一晶體管和第二晶體管的非線性效應(yīng)，確定第二電壓與第三電壓的混頻信號(hào)，混頻信號(hào)包括合頻信號(hào)和差頻信號(hào)；第三電壓為輸入信號(hào)放大后產(chǎn)生的電壓，第三電壓的相位與初始信號(hào)的相位同步。

技術(shù)研發(fā)人員：黃華梓,陶智慧,何文怡,陳華,李劍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳國(guó)際量子研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15