[發明專利]一種頻率自適應的可變電容電路

有效

• 申請號: 201510522139.7
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105162462B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 宋樹祥;李玉龍;蔣品群;岑明燦
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099;H03L7/18
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 歐陽波

技術領域

本發明涉及自適應變電容電路結構技術,具體是指一種頻率自適應的可變電容電路。

背景技術

在多模多頻通信領域，多模多頻濾波器結構中的電容往往需要具有隨頻率自適應變化的特性。由于MOS晶體管電容器陣列已經部分取代了變容二極管，并且得到快速的發展。因此基于MOS晶體管電容矩陣，構造一種電容值隨頻率變化的電路，具有廣闊的應用前景。

2007年公開的申請號為200580033904.3中國發明專利申請公布說明書公開了“由MOS晶體管進行開關的電容器陣列”，是一種具有低損耗的集成可變電容，提出了一種開關陣列的拓樸布局和獨立于電容的串聯電阻，開關陣列完全地或部分地集成到可調諧LC濾波器和TV調諧器中。MOS晶體管電容矩陣能夠實現電容值變化,但是此方案是通過數字電路對矩陣電路進行編碼實現電容的自適應變化，結構較復雜，成本較高，難以廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是設計一種頻率自適應的可變電容電路，包括鎖相環電路與頻率合成器電路，在輸入信號頻率與參考頻率相差值固定時，重置電容矩陣和參考頻率，實現本電路的電容值與輸入信號頻率變化自適應。

本發明設計的一種頻率自適應的可變電容電路，包括電容矩陣和MOS晶體管構成的電荷泵模塊，還包括鑒相鑒頻器、比較器、壓控振蕩器、移位計數器和混頻器,輸入信號f_in和參考信號f_d接入鑒相鑒頻器的輸入端，鑒相鑒頻器的輸出端連接電荷泵模塊的s₀、s₁開關，控制其通斷；電荷泵模塊的輸出端分別連接比較器的輸入端和電容矩陣的輸入端；比較器的輸出端經移位計數器連接電容矩陣的控制端；該移位計數器輸出端還連接混頻器輸入端；電容矩陣的輸出端經電阻R_p產生電容矩陣支路電壓V_cp接入壓控振蕩器的輸入端和比較器的輸入端，壓控振蕩器輸出端連接混頻器輸入端，混頻器輸出端輸出參考信號f_d接入鑒相鑒頻器，鑒相鑒頻器比較參考信號f_d與輸入信號f_in。

所述鑒相鑒頻器包括D觸發器和與門邏輯門。

所述的電荷泵模塊包括3個相同的N型MOS晶體管，還有2個相同的P型MOS晶體管；所述的第一P型MOS晶體管和第一N型MOS晶體管串聯，即它們的漏極相連；第一P型MOS晶體管和第二P型MOS晶體管的柵極相連接并連接第一P型MOS晶體管和第一N型MOS晶體管的漏極，其接點引出電荷泵模塊的參考電壓V_ref輸出端、接入比較器輸入端；第一、第二和第三N型MOS晶體管的柵極相連接并連接第一、第二P型MOS晶體管的源極；第一、第二和第三N型MOS晶體管的源極相連接、接地，并連接電容矩陣的輸出端；所述的第二P型MOS晶體管的漏極連接電荷泵模塊的PMOS開關s₀，通過開關s₀和電阻R_p連接到電容矩陣的輸入端；第二N型MOS晶體管的漏極連接電荷泵模塊的NMOS開關s₁，通過開關s₁和電阻R_p連接到電容矩陣的輸入端。s₀的活動接點與s₁的固定接點連接，并連接比較器的另一個輸入端。

所述N型MOS晶體管和P型MOS晶體管的溝道寬長比不同，N型MOS晶體管的溝道寬長比與P型MOS晶體管的溝道寬長比的比值為0.2～0.5，在電路正常工作時，流過MOS晶體管漏極電流值均為i。