[發明專利]一種數字控制振蕩器

無效

• 申請號: 200910312079.0
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN102111152A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 田歡歡;張海英
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 王建國

技術領域

本發明涉及一種應用于數字式鎖相環中的數字控制振蕩器裝置，特別涉及一種數字控制振蕩器。

背景技術

鎖相環是很重要的一類反饋系統，在調制、解調、頻率合成、載波同步、重定時等很多方面具有廣泛的應用。

數字式鎖相環是近年來發展起來的一種新型鎖相環結構。由于其有很多的優點而被各大商業公司看好。近年來，由于數字技術的快速發展及其集成和成本等方面的優勢，使得集成電路的數字化成為當今集成電路發展的一大熱點。在頻率綜合器設計方面，數字頻率綜合器已經引起了人們的極大關注。

數字控制振蕩器(DCO，digitally-controlled?oscillator)是數字式鎖相環(DPLL，digital?phase?locked?loop)的重要電路模塊，也是整個鎖相環及收發機的設計難點。

現有的振蕩器的調諧單元結構較復雜，版圖面積較大。

發明內容

本發明需要解決的技術問題就在于提供一種數字控制振蕩器，它是一種基于電容拓撲變化來實現數字調諧的數字控制振蕩器，振蕩器的調諧單元比同等情況下的其它調諧單元極大地減少了版圖面積。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明一種數字控制振蕩器，所述數字控制振蕩器由提供能量的負阻網絡或反饋回路和調諧裝置構成，所述調諧裝置由電容網絡和開關網絡構成，所述開關網絡由一系列連接在所述電容網絡中的電容的節點上的開關裝置構成，所述開關裝置控制兩個電容節點間的連通與斷開。

所述開關網絡中的所述開關裝置受數字信號控制，數字信號控制所有所述開關裝置的連通與斷開。

所述開關網絡配置所述電容網絡的互聯。

所述振蕩器的負阻部分是由兩個交叉耦合對構成，一個為兩個PMOS構成的交叉耦合對，另一個為兩個NMOS構成的交叉耦合對；每個交叉耦合對由一個MOS管的柵端和另一個同類型的MOS管的漏端交叉相連來實現；PMOS交叉耦合對的源端相連，并與一個電流源相連，電流源為振蕩器提供偏置和能量；NMOS交叉耦合對的源端接地。

所述數字控制振蕩器頻率調諧裝置的輸入、輸出都為數字信號。

本發明是一種基于電容拓撲變化來實現數字調諧的數字控制振蕩器，振蕩器的調諧單元比同等情況下的其它調諧單元極大地減少了版圖面積。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的數字控制振蕩器的結構框圖。

圖2為本發明實施例提供的振蕩器的負阻部分電路原理圖。

圖3a為本發明實施例提供的開關網絡和電容網絡電路原理圖。

圖3b為本發明實施例提供的開關裝置斷開時控制電容網絡中電容的互聯關系為串聯的電路原理圖。

圖3c為本發明實施例提供的開關裝置閉合時控制電容網絡中電容的互聯關系為并聯的電路原理圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

如圖1所示，圖1給出了基于LC諧振的數字控制振蕩器的結構示意圖。數字控制振蕩器由提供能量的負阻絡或反饋回路和調諧裝置構成，數字控制振蕩器頻率調諧裝置的輸入、輸出都為數字信號。調諧裝置由電容網絡和開關網絡構成，如圖3a所示，開關網絡由一系列連接在電容網絡中的電容的節點上的開關裝置構成，開關裝置控制兩個電容節點間的連通與斷開。開關網絡接受數字信號的控制來達到配置電容網絡，改變電容互聯拓撲結構，從而達到改變回路總電容的目的。

如圖2所示，所述振蕩器的負阻部分是由兩個交叉耦合對構成，一個為兩個PMOS構成的交叉耦合對，另一個為兩個NMOS構成的交叉耦合對；每個交叉耦合對由一個MOS管的柵端和另一個同類型的MOS管的漏端交叉相連來實現；PMOS交叉耦合對的源端相連，并與一個電流源相連，電流源為振蕩器提供偏置和能量；NMOS交叉耦合對的源端接地。

如圖3a所示，給出了調諧裝置的一個實施例。在該實施例中，電容網絡由3個電容串聯構成，開關網絡由2個連接在電容網絡中的電容的節點上的開關裝置構成，開關裝置控制兩個電容節點間的連通與斷開。

如圖3b所示，當兩個開關斷開時，3個電容的互聯關系為串聯。總電容為3個電容的串聯值。即總電容的值的倒數等于3個電容的值的倒數之和。

如圖3c所示，當兩個開關閉合時，3個電容的互聯關系為并聯。總電容為3個電容的并聯值。即總電容的值等于3個電容的值之和。

本發明是一種基于電容拓撲變化來實現數字調諧的數字控制振蕩器，振蕩器的調諧單元比同等情況下的其它調諧單元極大地減少了版圖面積。

以上僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。