[發(fā)明專利]一種壓控振蕩器及其輸出頻率控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310628829.1
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103634001A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍爽;陳嵐;陳巍巍;楊詩洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種壓控振蕩器及其輸出頻率控制方法。

背景技術(shù)

隨著通信電子領(lǐng)域的迅速發(fā)展，對電子設(shè)備的性能要求越來越高，尤其是對像振蕩器等這種基礎(chǔ)部件的要求更是如此。振蕩器是許多電子系統(tǒng)的組成部分，應(yīng)用范圍從微處理器中的時鐘產(chǎn)生到蜂窩電話中的載波合成。

VCO（Voltage-Controlled?Oscillator,壓控振蕩器)的輸出頻率與輸入控制電壓有對應(yīng)關(guān)系，壓控振蕩器的工作狀態(tài)或振蕩回路的元件參數(shù)受輸入控制電壓的控制，其輸出頻率是其輸入電壓的線性函數(shù)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在實際應(yīng)用過程中，壓控振蕩器的輸出頻率不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種壓控振蕩器及其輸出頻率控制方法，在現(xiàn)有的VCO基礎(chǔ)上，增加PTD（Process/Temperature?Decoder，狀態(tài)檢測電路）以及DAC（Digital?to?Analog?Converter，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器）兩個部分，使VCO的輸出頻率穩(wěn)定。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種壓控振蕩器，包括：狀態(tài)檢測電路、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、振蕩電路，其中：

所述狀態(tài)檢測電路用于檢測壓控振蕩器的工藝角以及所述壓控振蕩器所在環(huán)境的溫度信息，并根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成校調(diào)信息，將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息；

所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器用于將所述數(shù)字校調(diào)信息轉(zhuǎn)換為模擬電壓；

所述振蕩電路用于將所述模擬電壓作為控制電壓，控制輸出頻率保持在額定頻率范圍。

其中，所述狀態(tài)檢測電路包括：第一電流源、第二電流源、第一PMOS管、第一NMOS管、電壓-電流轉(zhuǎn)換器、電流比較器、鎖存器組、校調(diào)信息譯碼器，其中：

所述第一電流源和所述第二電流源的電流值相等；

所述第一電流源與所述第一PMOS管的源極相連，所述第一PMOS管的柵極與漏極連接接地端，所述第一PMOS管源極的電壓作為第一電壓；

所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述第一PMOS管的源極相連，用于將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第一電流；

所述第二電流源與所述第一NMOS管的漏極相連，所述第一NMOS管的源極連接接地端，所述第一NMOS管漏極和柵極相連，所述第一NMOS管的漏極電流作為第二電流；

所述電流比較器的第一輸入端與所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，所述電流比較器的第二輸入端與所述第一NMOS管的柵極相連，用于將所述第一電流進行比例鏡像，得到n個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流，以及將所述第二電流進行比例鏡像，得到的n個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流，并將n個所述第一鏡像電流與n個所述第二鏡像電流中對應(yīng)的第二鏡像電流進行比較，得到n個比較結(jié)果輸出至所述電流比較器的n個輸出端得到校調(diào)信息；

所述鎖存器組的n個輸入端與所述電流比較器的n個輸出端對應(yīng)相連，用于將所述校調(diào)信息進行鎖存；

所述校調(diào)信息譯碼器輸入端與所述鎖存器組的輸出端相連，用于將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。

所述數(shù)字校調(diào)信息為并行二進制信號。

所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器包括：第二PMOS管、第二NMOS管，其中：

所述第二NMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述第二NMOS管的源極連接接地端，所述第二NMOS管的漏極與所述第二PMOS管的柵極相連；

所述第二PMOS管的源極連接電源，所述第二PMOS管的柵極與所述第二PMOS管的漏極相連，且所述第二PMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端。

所述電流比較器包括：n個PMOS管、n個NMOS管，n為大于2的整數(shù)，其中：

所述n個PMOS管的源極均連接電源，所述n個PMOS管的柵極相連作為電流比較器的第一輸入端，用于將接收到的所述第一電流進行比例鏡像，得到n個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流；

所述n個NMOS管的源極均連接接地端，所述n個NMOS管的柵極相連作為所述電流比較器的第二輸入端，用于將所述第一NMOS管中的第二電流進行比例鏡像，得到的n個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流；

所述n個PMOS管的漏極分別與所述n個NMOS管中對應(yīng)的NMOS管的漏極相連作為所述電流比較器的n個輸出端。

優(yōu)選的，所述振蕩電路為3級環(huán)形壓控振蕩電路。

一種壓控振蕩器輸出頻率控制方法，應(yīng)用于壓控振蕩器，該方法包括步驟：