[發明專利]一種數字控制的變頻振蕩器

無效

• 申請號: 200810225382.2
• 申請日: 2008-10-31
• 公開（公告）號: CN101729022A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 朱一明;張賽
• 申請（專利權）人: 北京芯技佳易微電子科技有限公司
• 主分類號: H03B5/00
• 分類號: H03B5/00;H03B5/32
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

技術領域

本發明涉及的是一種振蕩器，特別涉及的是一種能夠通過外部數字控制信號，準確調整時鐘信號輸出頻率的數字控制的變頻振蕩器。

背景技術

振蕩器是電子系統的基本電路，它產生系統所需要的各種時鐘信號。現在在很多情況下都需要對振蕩器進行變頻，用以適應實際的工況需要；通常對于振蕩器而言其頻率的改變是和電流、電壓或電容大小有關；其大體的變頻原理都集中在通過調整振蕩器流過的電流、電壓或電容上，為此需要增加一些相應的外圍結構，因此可以將基本的振蕩器定義為振蕩器本體1，其是相對于增加外圍結構后形成的新的振蕩器所定義的名稱；請參閱圖1所示，其為現有可變頻率振蕩器的工作原理示意圖，該原理圖體現了兩種變頻原理；其中，壓控振蕩器(VCO)，其通常應用在射頻電路中，通過調節電壓Vdd來控制振蕩器本體1輸出的頻率大小；流控振蕩器，其是通過調節pbias/nbias來調節整個通路上的電流大小，從而間接調整振蕩器本體1輸出的頻率大小。

雖然他們能夠實現對振打器本體1輸出時鐘信號的頻率調節，但是它們共同存在的缺陷在于，由于利用模擬信號來控制振蕩器本體頻率的變化，因而不能保證控制的精度，同時如此調節使所述的振蕩器本體1輸出頻率的變化范圍很小，不僅難以滿足需要而且用戶難以掌握實際輸出頻率的大小。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種數字控制的變頻振蕩器，用以解決現有技術中，僅能通過模擬控制的方式控制振蕩器本體時鐘信號輸出的頻率，從而造成的控制精度低，變化范圍小，并難于明確輸出頻率大小的缺陷。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案在于，提供一種數字控制的變頻振蕩器，其包括：一振蕩器本體，用以根據向其輸入的控制電流的大小，從而產生一確定頻率的時鐘信號輸出；本發明的核心是還包括：

一電流控制電路，其接受數字控制信號，并向所述的振蕩器本體輸出與所述數字控制信號所表征的頻率相對應的所述控制電流。由于數字控制信號是根據用戶需要設置的，即對應時鐘信號的頻率是明確的，從而清楚的知曉所述的控制電流的大小，進而明確所述的振蕩器實際輸出的時鐘信號的頻率的大小。

為此本發明舉出現有的振蕩器本體的兩種形式，但是需要強調的是本發明并不局限于這兩種作為振蕩器本體的振蕩器，其中，第一種振蕩器本體可以是由N個反相器構成的環形振蕩器，其中N為大于等于3的奇數。

第二種振蕩器本體可以是源極耦合壓控振蕩器。

對于電流控制電路而言其是與上述的振蕩器本體相對應的，如針對上述的環形振蕩器，所述的電流控制電路包括：N組電流控制單元，其中，每組電流控制單元包括一第一電流控制單元和一第二電流控制單元，每一所述的反相器分別與所述的第一電流控制單元和第二電流控制單元相連接；且每組所述的電流控制單元都接受所述的數字控制信號的控制。

如針對上述的源極耦合壓控振蕩器，所述的電流控制電路包括：一組電流控制單元，其中，該組電流控制單元包括兩個第二電流控制單元，其分別設置于所述的源極耦合壓控振蕩器的電容兩端，且每二所述的第一電流控制單元都接受所述的數字控制信號的控制。

較佳的，所述的電流控制單元包括：n+2個電流支路組成，每一電流支路包括一開關元件以及電流源，其中，一第一電流支路為常開狀態；其余n+1個電流支路的開關元件受所述的數字控制信號控制，從而控制所述的電流控制單元輸出的電流大小，其中n大于等于0。

其中，所述的開關元件和電流源為晶體管。

為了實現控制電流的輸出，所述的作為電流源的晶體管，在其柵極上設置有一使能控制信號。

為了控制所述振蕩器本體輸出時鐘信號的極限頻率范圍，所述的控制電流的極限值是可以通過設置所述晶體管的尺寸來實現的。

與現有技術比較本發明的有益效果在于，振蕩器頻率控制精度高，靈活性大，同時頻率可調節的范圍寬，從芯片開發的角度而言，其占用面積小，降低芯片成本，功耗小，提高芯片性能，受工藝變化影響小，可以提高良率。

附圖說明

圖1為現有可變頻率振蕩器的工作原理示意圖；

圖2為本發明數字控制的變頻振蕩器工作原理示意圖；

圖3為本發明數字控制的變頻振蕩器實施例一的示意圖；

圖4為本發明數字控制的變頻振蕩器實施例二的示意圖；

圖5為本發明數字控制的變頻振蕩器中第二電流控制單元的原理圖；

圖6為與圖5對應的第二電流控制單元實施例的結構示意圖；