[發明專利]一種延遲單元及包含該延遲單元的環形壓控振蕩器

有效

• 申請號: 201611176602.8
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106603039B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 姜黎;李天望;周述;康希;鄧春惠
• 申請（專利權）人: 湖南國科微電子股份有限公司
• 主分類號: H03K3/013
• 分類號: H03K3/013;H03K3/03
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;李美麗

本發明公開了一種延遲單元及包含該延遲單元的環形壓控振蕩器，其中延遲單元包括至少兩個調整單元，各調整單元均調整管、第一MOS開關和第二MOS開關；電源正極依次通過第二MOS開關、第一MOS開關與調整管的柵極相連，調節電壓輸入端接入第一MOS開關與第二MOS開關之間；還包括第一開關電容、第二開關電容、由第一N型晶體管、第二N型晶體管、第一P型晶體管和第二P型晶體管連成的推挽輸入對管，由第三N型晶體管、第四N型晶體管、第三P型晶體管和第四P型晶體管連成的鎖存器；延遲單元的第一輸入端接入第一P型晶體管的柵極和第一N型晶體管的柵極之間。本發明的增益可控，能夠實現全擺幅輸出，調諧范圍寬，相位噪聲特性好。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，特別涉及一種延遲單元及包含該延遲單元的環形壓控振蕩器。

背景技術

壓控振蕩器(VCO，Voltage Controlled Oscillator)是通信、電子等領域的一個重要單元，它的振蕩頻率可隨外加控制電壓變化而變化，被廣泛應用于鎖相環、時鐘恢復以及頻率綜合等電路中，VCO已經成為影響整個系統性能的關鍵部件。

環形壓控振蕩器作為壓控振蕩器的一種，包括至少兩個延遲單元，各延遲單元之間連成首尾相接的環形結構，可以通過調節振蕩器中延遲單元的級數方便地獲得不同相位的一系列時鐘信號。

環形振蕩器可以分為單端和差分兩種結構，差分結構能夠很好的抑制環境噪聲，因此設計振蕩器時很多情況下會選擇差分結構。

在現有技術中，全差分結構的環形壓控振蕩器由于尾電流源的存在，使得電路達不到全擺幅輸出，同時尾電流的存在會引入閃爍噪聲，在低頻時會惡化相位噪聲，會影響振蕩器低頻時的相位噪聲性能。

同時，為了控制環形壓控振蕩器的振蕩頻率，現有的做法是加入開關電容，這種辦法雖然能夠控制振蕩頻率、達到全擺幅輸出，但這種控制方法的調諧范圍比較小。

由于環形壓控振蕩器的增益與整個鎖相環的傳輸函數息息相關，大的振蕩器增益變化會導致鎖相環傳輸函數發生大的變化，從而會使整個鎖相環不穩定。在此背景下，本發明設計了一種延遲單元及包含該延遲單元的增益可控、能實現全擺幅輸出、寬調諧范圍、相位噪聲特性好的環形壓控振蕩器。

發明內容

現有的全差分結構的環形壓控振蕩器由于尾電流源的存在，達不到全擺幅輸出、同時低頻相位噪聲性能差，。本發明的目的在于，針對上述現有技術的不足，提供一種延遲單元及包含該延遲單元的增益可控、能實現全擺幅輸出、寬調諧范圍、相位噪聲特性好的環形壓控振蕩器。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：