[發(fā)明專利]采用鍵合線作為振蕩器電感的頻率自校正鎖相環(huán)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010138540.8
• 申請日: 2010-03-22
• 公開（公告）號: CN101807914A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙博;楊華中
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: H03L7/08
• 分類號: H03L7/08;H03L7/099;H03L7/093
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 胡小永

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎖相環(huán)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用電感電容諧振腔 型壓控振蕩器的電荷泵鎖相環(huán)，具體為一種采用鍵合線作為壓控振蕩 器電感的頻率自校正電荷泵鎖相環(huán)。

背景技術(shù)

在目前常用的電荷泵鎖相環(huán)中，壓控振蕩器的功耗占據(jù)了整個鎖 相環(huán)功耗的大部分，并且壓控振蕩器的相位噪聲直接決定了鎖相環(huán)的 帶外噪聲，所以降低壓控振蕩器的功耗和噪聲對于降低整個鎖相環(huán)的 功耗和噪聲至關(guān)重要。在CMOS(Complementary?Metal?Oxide Semiconductor，互補式金屬氧化層半導體)工藝下，壓控振蕩器分為 兩大類：電感電容諧振腔振蕩器和環(huán)形振蕩器。電感電容諧振腔振蕩 器噪聲小，但因為其集成電感的面積大，所以占據(jù)的芯片面積大；環(huán) 形振蕩器占用芯片面積小，但噪聲大。

對于壓控振蕩器，傳統(tǒng)的降低功耗的方法都是在CMOS電路部分 進行優(yōu)化。例如，在2008年11月19日至21日召開的TENCON會議論文 集的第1～5頁中“0.4V?CMOS?based?low?power?voltage?controlled?ring oscillator?for?medical?applications”一文對環(huán)形振蕩器的單元電路進行 亞閾值設(shè)計，但亞閾值電路可靠性差，加上環(huán)形振蕩器的噪聲大，所 以采用亞閾值電路的壓控振蕩器噪聲大，而且不能有效的降低功耗。 再例如，在2007年12月11日至14日召開的Micowave會議論文集的第 1～4頁中“A?Sub-1V?Low?Power?V-Band?CMOS?VCO?With Self-Body-Bias”一文對電感電容諧振腔振蕩器采用襯底自偏置技術(shù) 進行改進，通過把NMOS(N-Metal?Oxide?Semiconductor，N型金屬氧 化層半導體)管的襯底接一正的偏壓來降低NMOS管的閾值電壓，進 而降低壓控振蕩器的功耗，但是電路的噪聲會耦合到襯底中，造成壓 控振蕩器的噪聲性能差，而且容易造成NMOS管的反相擊穿和自鎖效 應，所以這樣的自偏置設(shè)計的缺點是噪聲高、可靠性差，而且不能有 效地降低功耗。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于如何克服現(xiàn)有技術(shù)中壓控振蕩器 的低功耗和低噪聲不能兼得的缺陷。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種采用鍵合線作為振蕩器 電感的頻率自校正鎖相環(huán)，該鎖相環(huán)包括：

壓控振蕩器，該壓控振蕩器為電感電容諧振腔振蕩器，該壓控振 蕩器采用鍵合線作為電感，用于降低壓控振蕩器的功耗和噪聲；該壓 控振蕩器的控制電壓輸入端和壓控振蕩器的電容陣列之間連接頻率 自校正環(huán)路，用于對壓控振蕩器的諧振頻率進行自校正；

環(huán)路濾波器，該環(huán)路濾波器的輸出端連接壓控振蕩器的控制電壓 輸入端，該環(huán)路濾波器采用寬帶環(huán)路濾波器和窄帶環(huán)路濾波器進行帶 寬動態(tài)切換，帶寬控制字從環(huán)路濾波器的帶寬控制端輸入，在鎖相環(huán) 正常工作時，該環(huán)路濾波器的帶寬設(shè)為窄帶模式，以減小鎖相環(huán)的帶 內(nèi)相位噪聲和雜散，在鎖相環(huán)頻率自校正過程中，也就是在壓控振蕩 器的諧振頻率自校正過程中，該環(huán)路濾波器的帶寬設(shè)為寬帶模式，以 加快鎖相環(huán)頻率自校正的速度；

緩沖器，該緩沖器的輸入端連接所述壓控振蕩器的輸出端，該緩 沖器的輸出端為鎖相環(huán)的輸出端；

調(diào)制器，接收分頻比控制字；

分頻器，緩沖器的輸出端和調(diào)制器的輸出端分別連接該分頻器的 兩個輸入端；

鑒頻鑒相器，分頻器的輸出端和鎖相環(huán)參考頻率源分別連接該鑒 頻鑒相器的兩個輸入端；

電荷泵，該電荷泵的輸入端連接鑒頻鑒相器的輸出端，該電荷泵 的輸出端連接環(huán)路濾波器的輸入端。

其中，壓控振蕩器具體包括：

兩個PMOS管，兩個PMOS管的源極接在電源正電壓上，第一 PMOS管的柵極與第二PMOS管的漏極相連，第二PMOS管的柵極 與第一PMOS管的漏極相連；