[發(fā)明專利]一種振蕩器、自動頻率校準電路和方法

在審

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• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN107994898A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 曾軍;張存才;何國軍
• 申請（專利權）人: 國民技術股份有限公司
• 主分類號: H03L7/085
• 分類號: H03L7/085;H03L7/18
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發(fā)明涉及電子領域，尤其涉及一種振蕩器、自動頻率校準電路和方法。

背景技術

PLL(Phase-Locked Loop，鎖相環(huán))是一種將輸出相位與參考相位相比較，從而得到穩(wěn)定的輸出相位或者輸出頻率的系統(tǒng),AFC(Automatic Frequency Calibration，自動頻率校準)是一種自動尋找目標頻率的技術。

PLL中的AFC是用合適的代價在較短的時間內(nèi)找到覆蓋目標頻率的最佳壓控振蕩器調(diào)諧線。最佳壓控振蕩器調(diào)諧線可定義為目標鎖定頻率與選定曲線在指定控制電壓處對應的頻率差值絕對值最小所對應的調(diào)諧線。

現(xiàn)代快速AFC通過在壓控振蕩器或者壓控振蕩器經(jīng)過分頻后的頻率上計數(shù)，不僅比較目標頻率與實際頻率的快慢，而且還給出計數(shù)差值，顯著提高了AFC的精度和速度。

現(xiàn)代快速AFC的缺點是其基于二進制開關電容陣列壓控振蕩器設計，如圖1和2所示，圖1為現(xiàn)有技術的振蕩器中開關電容陣列示意圖；圖2為圖1對應的開關電容陣列包括3組開關電容單元的版圖示意圖；這種設計方式導致壓控振蕩器開關電容各組(bit)電容不一致，因此開關電容陣列在版圖上呈三角形，版圖寄生各組不一致且由于版圖不規(guī)則形狀導致版圖利用率降低。

不僅在鎖相環(huán)電路中的壓控振蕩器存在上述問題，其他電路中的振蕩器也存在開關電容陣列版圖寄生各組不一致，版圖利用率低的問題。現(xiàn)有鎖相環(huán)電路及其他電路無法解決上述問題的同時實現(xiàn)快速、準確自動校準效果。現(xiàn)有自動頻率校準方法也無法應用其電路解決快速、準確自動校準的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種振蕩器、自動頻率校準電路和方法。

本發(fā)明提供一種振蕩器，包括開關電容陣列，所述開關電容陣列包括N組開關電容單元、第一端口和第二端口，每組開關電容單元共用第一端口和第二端口，每組所述開關電容單元包括第一控制端和第二控制端，第一控制端通過第一控制開關連接容量電路，第二控制端通過第二控制開關連接容量電路，第一控制信號通過第一控制端接入，第二控制信號通過第二控制端接入，通過第一控制信號和第二控制信號控制所述容量電路的電容量，每組開關電容單元的布局相同。

本發(fā)明的有益效果是：振蕩器通過每組開關單元共用第一端口和第二端口，第一控制端通過第一控制開關連接容量電路，第二控制端通過第二開關連接容量電路，每組開關電容單元的布局相同，實現(xiàn)版圖寄生各組一致且規(guī)則的版圖形狀，提高了版圖利用率，通過第一控制信號和第二控制信號控制容量電路的電容量，進而實現(xiàn)振蕩器輸出信號頻率變化。

進一步的，所述容量電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一變?nèi)莨芎偷诙內(nèi)莨埽谝豢刂崎_關的輸出端分別與第一電阻和第二電阻的一端連接，第一電阻另一端與第一端口連接，第二電阻的另一端與第二端口連接，所述第二控制開關的輸出端與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與第一電阻的另一端通過第一變?nèi)莨苓B接，并且第三電阻的另一端與第二電阻的另一端通過第二變?nèi)莨苓B接。

采用上述進一步方案的有益效果是：每組開關電容的容量電路布局相同，每組開關電容的布局相同，實現(xiàn)振蕩器的開關電容陣列版圖寄生各組一致且規(guī)則的版圖形狀，提高了版圖利用率。

進一步的，所述第一控制開關和第二控制開關均采用反相器。

本發(fā)明還提供一種自動頻率校準電路，包括所述的振蕩器，還包括開環(huán)電壓產(chǎn)生電路、計數(shù)器和自動頻率校準數(shù)字算法模塊；

自動頻率校準電路的輸入端通過開環(huán)電壓產(chǎn)生電路與所述振蕩器的輸入端連接，所述開環(huán)電壓產(chǎn)生電路為振蕩器提供控制電壓，所述振蕩器的輸出端連接計數(shù)器的輸入端，計數(shù)器與自動頻率校準數(shù)字算法模塊互連，自動頻率校準數(shù)字算法模塊的輸入端與自動頻率校準電路的輸入端連接，輸出端分別與開環(huán)電壓產(chǎn)生電路和振蕩器的輸入端相連；

計數(shù)器對振蕩器輸出信號進行處理以獲得實際計數(shù)值，自動頻率校準數(shù)字算法模塊從自動頻率校準電路的輸入端獲取目標計數(shù)值，并與實際計數(shù)值進行比較，并控制振蕩器的電容量。

本發(fā)明實現(xiàn)的有益效果是：振蕩器包括開關電容陣列，開關電容陣列中的每組開關電容的布局相同，實現(xiàn)版圖寄生各組一致且規(guī)則的版圖形狀，提高了版圖利用率，計數(shù)器對振蕩器輸出信號的頻率進行計數(shù)，提供給自動頻率校準數(shù)字算法模塊實際計數(shù)值的數(shù)據(jù)支持，自動頻率校準數(shù)字算法模塊從輸入端獲取目標計數(shù)值，實際計數(shù)值與目標計數(shù)值比較，對振蕩器輸出信號的頻率進行控制，實現(xiàn)快速、準確的自動頻率校準。

進一步的，還包括計數(shù)分頻器，所述計數(shù)分頻器連接于振蕩器與計數(shù)器之間。