[發(fā)明專利]恒定振幅壓控環(huán)形振蕩器的偏置電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210305316.2
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN102811055A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉凡;石建剛;羅俊;何崢嶸;蘇晨;王建安;徐學(xué)良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓控環(huán)形振蕩器的偏置電路，特別涉及一種恒定振幅的壓控環(huán)形振蕩器的偏置電路，它主要應(yīng)用于高速時鐘信號電路中。

背景技術(shù)

壓控振蕩器是鎖相環(huán)中的關(guān)鍵單元，其性能直接決定了鎖相環(huán)的性能。環(huán)形振蕩器相比LC振蕩器，其與CMOS工藝有著更好的兼容性和較寬的調(diào)諧范圍，因而被廣泛地應(yīng)用在各種時鐘系統(tǒng)中。

相位噪聲是衡量振蕩器的重要參數(shù)，直接決定了鎖相環(huán)的相位噪聲，從而影響整個系統(tǒng)的性能。很多重要文獻對相位噪聲進行了分析，建模，Hajimiri和Lee提出了利用沖擊敏感函數(shù)(impulse?sensitivity?function，ISF)分析振蕩器相位噪聲，振蕩器在某一頻率偏移處的相位噪聲為（參見文獻：Hajimiri?A?and?Lee?T?H，“A?General?Theory?of?Phase?Noise?in?Electrical?Oscillators”IEEE?JSSC，vo1．33，PP．179—194，F(xiàn)eb1998．）：

其中，R_p和C為環(huán)形振蕩器每一級的輸出電阻、電容，V_max為環(huán)形振蕩器每一級的輸出信號幅度，ω₀為振蕩中心頻率，Δω為頻率偏移，k為波爾茲曼常數(shù)，T為絕對溫度。從公式(1)中可以看出增大V_max可以降低振蕩器的相位噪聲，而目前很多壓控環(huán)形振蕩器產(chǎn)生的時鐘信號幅度隨著控制電壓的變化而變化，不能保持在恒定的振幅情況下工作，當V_max變小時會導(dǎo)致電路的相位噪聲變大。

常用環(huán)形壓控振蕩器的延遲單元電路圖如圖1所示，傳統(tǒng)環(huán)形壓控振蕩器偏置電路的電路圖如圖2所示，圖2電路為圖1電路提供偏置電壓，該偏置電路可以將控制電壓轉(zhuǎn)換為延遲單元的偏置電壓，使得延遲單元的延遲時間發(fā)生改變，從而振蕩器的振蕩頻率隨控制電壓變化而變化，但是在該電路組合下，延遲單元輸出的時鐘信號幅度隨控制電壓變化，不能保持恒定，環(huán)形振蕩器的相位噪聲發(fā)生改變。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述環(huán)形壓控振蕩器中的振幅不恒定的問題，本發(fā)明提出了一種恒定振幅的環(huán)形振蕩器的偏置電路，以保證保證環(huán)形振蕩器保持在恒定振幅下工作。

本發(fā)明的一種恒定振幅的環(huán)形振蕩器的偏置電路，其特征在于，它含有：

一個偏置電壓V_BN產(chǎn)生電路，包括PMOS管M_P1、NMOS管M_N1、運算放大器OP₁、電阻R₁，其中，M_P1的源極接電源V_DD，M_P1的柵極接偏置電壓V_B，M_P1的漏極與M_N1的漏極、OP₁的正輸入端以及R₁的一端連接在一起，其連接點為A，R₁的另一端接控制電壓V_ctrl，OP₁的負輸入端接基準電壓V_ref1，OP₁的輸出端與M_N1的柵極連接，其連接點為V_BN，M_N1的源極接地；和