专利名称：电压控制振荡器的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种振荡器，特别是涉及一种电压控制振荡器(VCO，voltage control oscillator)。
背景技术：
一般常用的电压控制振荡器如图1A所示。请参阅图1A所示，是一般电压控制振荡器的方块图。由输入电压VCOIN控制图1A中电压控制振荡器100所输出时脉讯号CLK的频率。该电压控制振荡器100，主要分为电压电流转换电路110以及电流控制震荡电路120。对于电流控制震荡电路120而言，在相同的电流111供应下，若为slow制程或温度高则振荡频率较慢；反之，若为fast制程或温度低则振荡频率较快。
参阅图1B所示，是图1A电压控制振荡器中电压电流转换电路110的习知电路图。供应电流控制震荡电路120所需的电流111一般而言均设计为与电流IP相等，而电流IP＝K*(VCOIN-VTHN)^2。其中，K为常数，VTHN则为N型晶体管112的临界电压(threshold voltage)。临界电压VTHN将随制程及温度而反应，换句话说，若为slow制程或温度高则临界电压VTHN变大；反之，若为fast制程或温度低则临界电压VTHN变小。由前述等式中可知，在相同的输入电压VCOIN下，若在slow制程或温度高则使电流IP(电流111)变小，因此更使得时脉讯号CLK的振荡频率更慢；反之，若为fast制程或温度低则使电流IP(电流111)变大，因此更使得时脉讯号CLK的振荡频率更快。
请参阅图1C所示，是图1A电压控制振荡器的频率电压曲线图。图中是设定系统电压为3.3伏特。由图中可以明显看出，在同一输入电压下，使用不同制程以及不同温度将有差异极大的不同输出频率。
锁相回路(PLL，phase lock loop)为电压控制振荡器最常见的应用之一。锁相回路的工作频率范围、FM失真、中点频率漂移、中点频率及电流电压灵敏度均由电压控制振荡器的特性来决定。而中点频率漂移的发生是因为瞬时转换时间占了振荡频率周期的很大百分比，而在转换期间，瞬时现象与电路杂散电容、电路电阻、晶体管gm及晶体管输入电阻有关，这些均与温度有很大的关系。另一方面，由于生产时制程的漂移也会产生电路状态改变，故在设计时必须将这些变因加以考虑才能产生符合规格及良率要求的产品。习知的设计若要符合上述规定，通常须加大电路面积及电流电压，因此增加了成本。
由此可见，上述现有的电压控制振荡器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决电压控制振荡器存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的电压控制振荡器存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的电压控制振荡器，能够改进一般现有的电压控制振荡器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的电压控制振荡器存在的缺陷，而提供一种新型结构的电压控制振荡器，所要解决的技术问题是使其可以克服制程漂移及温度变化对于电压控制振荡器的影响，进而能够降低成本，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种电压控制振荡器，用以依照一输入电压输出具有一频率的一时脉讯号，其包括一定电流源，用以提供预定的一参考电流量；一电压电流转换电路，耦接至该定电流源，用以依照该输入电压决定通过该电压电流转换电路的一第一电流量；一电流镜，具有一第一电流端以及一第二电流端，该第一电流端耦接至该定电流源，用以依照通过该第一电流端的一第二电流量决定通过该第二电流端的一第三电流量，其中该第二电流量是由该参考电流量减去该第一电流量而决定之；以及一振荡电路，耦接至该电流镜的第二电流端，用以依照该第三电流量决定所输出该时脉讯号的该频率。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的电压控制振荡器，其中所述的振荡电路包括一流控振荡器，耦接至该电流镜的第二电流端，用以接收并依据该第三电流量决定该频率并输出具有该频率的一脉冲讯号；以及一整波电路，耦接至该流控振荡器，用以将该脉冲讯号整形为具有预定波形的该时脉讯号。
前述的电压控制振荡器，其中所述的定电流源具有一参考电流输入端以及一参考电流输出端，其中该参考电流输出端接地，该参考电流输入端耦接并接收该电压电流转换电路所输出的该第一电流量以及该电流镜的第一电流端所输出的该第二电流量。
前述的电压控制振荡器，其中所述的电流镜包括一第一P型晶体管，该第一P型晶体管的源极耦接至一系统电压，该第一P型晶体管的闸极耦接至第一P型晶体管的汲极以及该参考电流输入端；以及一第二P型晶体管，该第二P型晶体管的源极耦接至该系统电压，该第二P型晶体管的闸极耦接至该第一P型晶体管的闸极，该第二P型晶体管的汲极耦接至该振荡电路。
前述的电压控制振荡器，其中所述的电压电流转换电路包括一第三P型晶体管，该第三P型晶体管的闸极接收该输入电压，该第三P型晶体管的源极耦接至一系统电压，该第三P型晶体管的汲极耦接至该参考电流输入端并且输出该第一电流量。
前述的电压控制振荡器，其中所述的第三P型晶体管的基体耦接至该第三P型晶体管的源极。
前述的电压控制振荡器，其中所述的电压电流转换电路更包括一电阻器，该电阻器耦接于该系统电压与该第三P型晶体管的源极之间。
前述的电压控制振荡器，其中所述的电压电流转换电路更包括一运算放大器耦接于该输入电压与该第三P型晶体管的闸极之间，其中该运算放大器的正输入端接收该输入电压，该运算放大器的负输入端耦接至该第三P型晶体管的源极，该运算放大器的输出端耦接至该第三P型晶体管的闸极。
前述的电压控制振荡器，其更包括一第四P型晶体管耦接于该电流镜的第一电流端与该参考电流输入端之间，其中该第四P型晶体管的源极耦接至该电流镜的第一电流端，该第四P型晶体管的闸极耦接至该第四P型晶体管的汲极以及该参考电流输入端。
前述的电压控制振荡器，其中所述的定电流源具有一参考电流输入端以及一参考电流输出端，其中该参考电流输入端耦接至一系统电压，该参考电流输出端耦接该电压电流转换电路以及该电流镜的第一电流端。
前述的电压控制振荡器，其中所述的电流镜包括一第一N型晶体管，该第一N型晶体管的源极接地，该第一N型晶体管的闸极耦接至该第一N型晶体管的汲极以及该参考电流输出端；以及一第二N型晶体管，该第二N型晶体管的源极接地，该第二N型晶体管的闸极耦接至该第一N型晶体管的闸极，该第二N型晶体管的汲极耦接至该振荡电路。
前述的电压控制振荡器，其中所述的电压电流转换电路包括一第三N型晶体管，该第三N型晶体管的闸极接收该输入电压，该第三N型晶体管的源极接地，该第三N型晶体管的汲极耦接至该参考电流输出端以通过该第一电流量。
前述的电压控制振荡器，其中所述的电压电流转换电路更包括一电阻器，该电阻器耦接于该第三N型晶体管的源极与接地之间。
前述的电压控制振荡器，其中所述的电压电流转换电路更包括一运算放大器耦接于该输入电压与该第三N型晶体管的闸极之间，其中该运算放大器的正输入端接收该输入电压，该运算放大器的负输入端耦接至该第三N型晶体管的源极，该运算放大器的输出端耦接至该第三N型晶体管的闸极。
前述的电压控制振荡器，其更包括一第四N型晶体管耦接于该电流镜的第一电流端与该参考电流输出端之间，其中该第四N型晶体管的源极耦接至该电流镜的第一电流端，该第四N型晶体管的闸极耦接至该第四N型晶体管的汲极以及该参考电流输出端。
前述的电压控制振荡器，其中所述的第三电流量约等于该第二电流量。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下本发明提出一种电压控制振荡器，用以依照输入电压输出具有一频率的时脉讯号。该电压控制振荡器包括定电流源、电压电流转换电路、电流镜以及振荡电路。定电流源是提供预定的参考电流量。电压电流转换电路耦接至定电流源，以依照输入电压决定通过电压电流转换电路的第一电流量。电流镜具有第一电流端以及第二电流端，第一电流端耦接至定电流源，以依照通过第一电流端的第二电流量而决定通过第二电流端的第三电流量，其中第二电流量是由该参考电流量减去该第一电流量而决定之。振荡电路耦接至电流镜的第二电流端，用以依照第三电流量决定所输出时脉讯号的频率。
依照本发明较佳实施例所述的电压控制振荡器，上述的定电流源具有参考电流输入端以及参考电流输出端。其中，该参考电流输出端接地，并且参考电流输入端耦接并接收电压电流转换电路所输出的第一电流量以及电流镜的第一电流端所输出的第二电流量。
依照本发明较佳实施例所述的电压控制振荡器，上述的定电流源具有参考电流输入端以及参考电流输出端。其中，参考电流输入端耦接至系统电压，并且参考电流输出端耦接电压电流转换电路以及电流镜的第一电流端。
经由上述可知，本发明是关于一种电压控制振荡器，依照输入电压输出具有一频率的时脉讯号，包括定电流源、电压电流转换电路、电流镜以及振荡电路。定电流源是提供预定的参考电流量。该电压电流转换电路耦接至定电流源，以依照输入电压决定通过电压电流转换电路的第一电流量。电流镜具有第一电流端以及第二电流端，第一电流端耦接至定电流源，以依照通过第一电流端的第二电流量而决定通过第二电流端的第三电流量，其中第二电流量是由该参考电流量减去该第一电流量而决定的。振荡电路耦接至电流镜的第二电流端，用以依照第三电流量决定所输出时脉讯号的频率。
借由上述技术方案，本发明电压控制振荡器至少具有下列优点本发明主要是将电路分为二部分其一为依制程或温度变化而正向变化；另一为依制程或温度变化而反向变化。藉调整二者变化率而使得此电路不随制程或温度而变化。因此使得控制振荡电路所需电流的制程/温度效应与控制振荡电路本身的制程/温度效应互补，而克服了制程漂移及温度变化对于电压控制振荡器的影响。
综上所述，本发明特殊结构的电压控制振荡器，可以有效的克服制程漂移及温度变化对于电压控制振荡器的影响，进而能够降低成本。其具有上述诸多的优点及实用价值，并且在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且且较现有的电压控制振荡器具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1A是现有一般的电压控制振荡器的方块图。
图1B是图1A电压控制振荡器中电压电流转换电路的习知的电路图。
图1C是图1A电压控制振荡器的频率电压曲线图。
图2A是依照本发明一较佳实施例所绘示的一种具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器方块图。
图2B是依照本发明一较佳实施例所绘示的一种具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的详细电路图。
图2C是依照本发明较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的另一种电压转为电流的电路图。
图2D是依照本发明较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的再一种电压转为电流的电路图。
图2E是依照本发明较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的又一种电压转为电流的电路图。
图3A是依照本发明另一较佳实施例所绘示的一种具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器方块图。
图3B是依照本发明另一较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的一种电压转为电流的电路图。
图3C是依照本发明另一较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的另一种电压转为电流的电路图。
图3D是依照本发明另一较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的再一种电压转为电流的电路图。
图3E是依照本发明另一较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的又一种电压转为电流的电路图。
图4为本发明实施例的电压控制振荡器的频率电压曲线图。
100习知的电压控制振荡器110习知的电压电流转换电路120、230、330电流控制震荡电路111控制震荡电路的电流 112N型晶体管(N型电晶体)200、300本发明实施例的电压控制振荡器210、310电压转为电流的电路 220、320电压电流转换电路CLK输出时脉讯号CM电流镜(current mirror)CS定电流源(current source) IA第一电流量IB第二电流量 IC第三电流量ICO流控振荡器(current control oscillator)INV1-INV5反相器IP输入电压VCOIN所转换的电流OP运算放大器 R电阻器VCOIN输入电压 WS整波电路(wave shaping)WSB缓冲器 WSN1-WSN2N型晶体管NMOS1-NMOS4N型晶体管 WSP1-WSP2P型晶体管PMOS1-PMOS4P型晶体管具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电压控制振荡器其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明主要将电路分为二部分一为依制程或温度变化而正向变化；另一为依制程或温度变化而反向变化。藉调整二者变化率而使得此电路不随制程或温度而变化。电流控制振荡电路在相同电流供应下，若为slow制程或温度高则振荡频率较慢，而若为fast制程或温度低则振荡频率较快。所以本发明将电压转换电流的电路设计成在slow制程或温度高则提供较大电流，而若为fast制程或温度低则提供较小电流。因此就可在相同的输入电压VCOIN下使电压控制振荡器产生相近的频率，使得我们可在电压控制范围内产生所欲设计的频率范围。
请参阅图2A所示，是依照本发明一较佳实施例所绘示的一种具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器方块图。该电压控制振荡器200，是依照输入电压VCOIN决定频率并输出时脉讯号CLK。定电流源(current source)CS用以提供预定的固定参考电流量I。其中，定电流源CS的参考电流输出端接地。电压电流转换电路220耦接至定电流源CS的参考电流输入端。电压电流转换电路220接收并且依照输入电压VCOIN决定通过电压电流转换电路220的第一电流量IA。电流镜(current mirror)CM具有第一电流端以及第二电流端，第一电流端耦接至定电流源CS的参考电流输入端。电流镜CM用以依照通过第一电流端的第二电流量IB而决定通过第二电流端的第三电流量IC。由图中可知，第一电流量IA与第二电流量IB的总电流即为参考电流量I。由于参考电流量I为预先设定完成的固定电流，因此第二电流量IB可由参考电流量I减去第一电流量IA而决定。
振荡电路230耦接至电流镜CM的第二电流端，用以依照第三电流量IC决定所输出时脉讯号CLK的频率。在本实施例中，第三电流量IC例如大约等于第二电流量IB。因此，若使用slow制程或是温度高而使得第一电流量IA变小，此时第二电流量IB(即第三电流量IC)将因此变大。反之，若使用fast制程或是温度低而使得第一电流量IA变大，此时第二电流量IB(即第三电流量IC)将因此变小。故可以补偿振荡电路230因使用slow制程或是温度高而使得输出频率变小，或是因使用fast制程或是温度低而使得输出频率变大的现象。
在本实施例中，振荡电路230例如包括流控振荡器(current controloscillator)ICO以及整波电路(wave shaping)WS。流控振荡器ICO耦接至电流镜CM的第二电流端，以接收并依据第三电流量IC决定并输出脉冲讯号231的频率。整波电路WS耦接至流控振荡器ICO，以将脉冲讯号231整形为具有预定波形的时脉讯号CLK。
在本实施例中，流控振荡器ICO例如参照图2B实施。请参阅图2B所示，是依照本发明在一较佳实施例所绘示的一种具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的详细电路图。在此流控振荡器ICO譬如以反相器INV1-INV5串接成回路。每一级反相器的操作速度可由所供应的第三电流量IC决定。
在本实施例中，整波电路WS例如参照图2B实施。晶体管WSN1的闸极耦接至反相器INV4的输出端，源极则耦接至接地电压DVSS。晶体管WSP1的汲极耦接至晶体管WSN1的汲极，晶体管WSP1的源极则耦接至系统电压DVDD。晶体管WSN2的闸极耦接至反相器INV5的输出端，源极则耦接至接地电压DVSS。晶体管WSP2的汲极耦接至晶体管WSN2的汲极，晶体管WSP2的源极则耦接至系统电压DVDD。晶体管WSP1与晶体管WSP2的闸极均耦接至晶体管WSP1的汲极。缓冲器WSB的输入端耦接至晶体管WSP2的汲极，而其输出端输出时脉讯号CLK。
在本实施例中，电流镜CM例如参阅图2B实施。电流镜CM包括P型晶体管PMOS1与PMOS2。晶体管PMOS1的源极耦接至系统电压AVDD，闸极与汲极均耦接至定电流源CS的参考电流输入端。晶体管PMOS2的源极耦接至系统电压AVDD，闸极耦接至晶体管PMOS1的闸极。晶体管PMOS2的汲极耦接至流控振荡器ICO。
在本实施例中，电压电流转换电路220例如参照图2B实施。P型晶体管PMOS3的闸极接收输入电压VCOIN，源极耦接至系统电压AVDD，而汲极则耦接至定电流源CS的参考电流输入端并且输出第一电流量IA。另外，晶体管PMOS3的基体例如耦接至晶体管PMOS3的源极。
图2A中电压转为电流的电路210亦可依照不同需求而有各种电路设计，其结果均属于本发明的范畴。为了能够更清楚说明本发明，以下另举数个电路210的实施例进行说明。
请参阅图2C所示，是依照本发明较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的另一种电压转为电流的电路图。P型晶体管PMOS3的闸极接收输入电压MCOIN，而汲极则耦接至定电流源CS的参考电流输入端并且输出第一电流量IA。电阻器R的一端耦接至系统电压AVDD，另一端则耦接至晶体管PMOS3的源极。定电流源CS的参考电流输出端耦接至接地电压AVSS。在此电流镜CM与图2A的电流镜CM相同，故不再赘述。
请参阅图2D所示，是依照本发明的较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的再一种电压转为电流的电路图。图2D与图2C相似，其不同之处在于增加一运算放大器OP。该运算放大器OP耦接于输入电压VCOIN与晶体管PMOS3闸极之间。其中，运算放大器OP的正输入端接收输入电压VCOIN，运算放大器OP的负输入端耦接至晶体管PMOS3的源极，运算放大器OP的输出端则耦接至晶体管PMOS3的闸极。
请参阅图2E所示，是依照本发明较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的又一种电压转为电流的电路图。图2E与图2C相似，其不同之处在于增加一P型晶体管PMOS4。该晶体管PMOS4耦接于电流镜CM的第一电流端与定电流源CS的参考电流输入端之间。其中，晶体管PMOS4的源极耦接至电流镜CM的第一电流端，晶体管PMOS4的闸极以及汲极均耦接至定电流源CS的参考电流输入端。在此，晶体管PMOS4虽以一个P型晶体管为实施范例，设计者可视需要改变晶体管PMOS4中P型晶体管的数量，其结果亦属本发明的范畴。
在此再举一实施例，以更完整说明本发明。请参阅图3A所示，是依照本发明另一较佳实施例所绘示的一种具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器方块图。该电压控制振荡器300依照输入电压VCOIN决定频率并输出时脉讯号CLK。定电流源CS用以提供预定的固定参考电流量I。其中，定电流源CS的参考电流输入端耦接至系统电压AVDD。电压电流转换电路320耦接至定电流源CS的参考电流输出端。电压电流转换电路320，接收并且依照输入电压VCOIN决定通过电压电流转换电路320的第一电流量IA。电流镜CM具有第一电流端以及第二电流端，第一电流端耦接至定电流源CS的参考电流输出端。电流镜CM用以依照通过第一电流端的第二电流量IB而决定通过第二电流端的第三电流量IC。由图中可知，第一电流量IA与第二电流量IB的总电流即为参考电流量I。由于参考电流量I为预先设定完成的固定电流，因此第二电流量IB可由参考电流量I减去第一电流量IA而决定。
振荡电路330耦接至电流镜CM的第二电流端，用以依照第三电流量IC决定所输出时脉讯号CLK的频率。在本实施例中，第三电流量IC例如大约等于第二电流量IB。因此，若使用slow制程或是温度高而使得第一电流量IA变小，此时第二电流量IB(即第三电流量IC)将因此变大。反之，若使用fast制程或是温度低而使得第一电流量IA变大，此时第二电流量IB(即第三电流量IC)将因此变小。故可以补偿振荡电路330因使用slow制程或是温度高而使得输出频率变小，或是因使用fast制程或是温度低而使得输出频率变大的现象。
在本实施例中，振荡电路330例如包括流控振荡器ICO以及整波电路WS。在此振荡电路330是与前述实施例中图2A以及图2B的振荡电路230相同，故不再赘述。
在本实施例中，电流镜CM例如包括第一N型晶体管NMOS1以及第二N型晶体管NMOS2。第一N型晶体管NMOS1的源极接地，其闸极与汲极则耦接至定电流源CS的参考电流输出端。第二N型晶体管NMOS2的源极接地，其闸极耦接至第一N型晶体管NMOS1的闸极。第二N型晶体管NMOS2的汲极则耦接至振荡电路330。
图3A中的电路310亦可依照不同需求而有各种电路设计，其结果均属于本发明的范畴。为能更清楚的说明本发明，以下列举数个电路310的实施例进行说明。
请参阅图3B所示，是依照本发明的另一较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的一种电压转电流电路图。在本实施例中，电压电流转换电路320例如包括N型晶体管NMOS3。晶体管NMOS3的闸极接收输入电压VCOIN，源极耦接至接地电压AVSS，而汲极则耦接至定电流源CS的参考电流输出端并通过第一电流量IA。在此电流镜CM与图3A的电流镜CM相同，故不再赘述。
请参阅图3C所示，是依照本发明另一较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的另一种电压转为电流的电路图。晶体管NMOS3的闸极接收输入电压VCOIN，而汲极则耦接至定电流源CS的参考电流输出端并且通过第一电流量IA。电阻器R的一端耦接至接地电压AVSS，另一端则耦接至晶体管NMOS3的源极。定电流源CS的参考电流输入端耦接至系统电压AVDD。在此电流镜CM与图3A的电流镜CM相同，故不再赘述。
请参阅图3D所示，是依照本发明另一较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的再一种电压转为电流的电路图。图3D与图3C相似，其不同之处在于增加一运算放大器0P。该运算放大器OP耦接于输入电压VCOIN与晶体管NMOS3闸极之间。其中，运算放大器OP的正输入端接收输入电压VCOIN，运算放大器OP的负输入端耦接至晶体管NMOS3的源极，运算放大器OP的输出端则耦接至晶体管NMOS3的闸极。
请参阅图3E所示，是依照本发明另一较佳实施例所绘示的具有温度与制程漂移补偿的电压控制振荡器的又一种电压转为电流的电路图。图3E与图3C相似，其不同之处在于增加一N型晶体管NMOS4。该晶体管NMOS4耦接于电流镜CM的第一电流端与定电流源CS的参考电流输出端之间。其中，晶体管NMOS4的源极耦接至电流镜CM的第一电流端，晶体管NMOS4的闸极以及汲极均耦接至定电流源CS的参考电流输出端。在此，晶体管NMOS4虽然以一个N型晶体管为实施范例，但是设计者可视需要改变晶体管NMOS4中N型晶体管的数量，其结果亦属本发明的范畴。
请参阅图4所示，为本发明实施例的电压控制振荡器的频率电压曲线图。我们可以看出使用的输出频率133.3MHz设计在一半电源电压左右，且设计规格的频率的控制电压平均分布在皆使晶体管工作在饱和区的电压范围内。另一方面对任一频率而言控制的电压范围缩小了，因此对于此电路的使用则更加方便。对于增加参考电流所产生的耗电问题，可藉由电流镜放大功能减小至可忽略的电流量。若不能用稳压器产生所需的参考电流，虽然参考电流也会因制程及温度漂移而变化，不过只要使电压转电流的电路和电流控制振荡电路的反应相反就能产生本发明的结果，进而可以改善现有习之线路的问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种电压控制振荡器，用以依照一输入电压输出具有一频率的一时脉讯号，其特征在于该电压控制振荡器包括一定电流源，用以提供预定的一参考电流量；一电压电流转换电路，耦接至该定电流源，用以依照该输入电压决定通过该电压电流转换电路的一第一电流量；一电流镜，具有一第一电流端以及一第二电流端，该第一电流端耦接至该定电流源，用以依照通过该第一电流端的一第二电流量决定通过该第二电流端的一第三电流量，其中该第二电流量是由该参考电流量减去该第一电流量而决定的；以及一振荡电路，耦接至该电流镜的第二电流端，用以依照该第三电流量决定所输出该时脉讯号的该频率。
2.根据权利要求1所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的振荡电路包括一流控振荡器，耦接至该电流镜的第二电流端，用以接收并依据该第三电流量决定该频率并输出具有该频率的一脉冲讯号；以及一整波电路，耦接至该流控振荡器，用以将该脉冲讯号整形为具有预定波形的该时脉讯号。
3.根据权利要求1所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的定电流源具有一参考电流输入端以及一参考电流输出端，其中该参考电流输出端接地，该参考电流输入端耦接并接收该电压电流转换电路所输出的该第一电流量以及该电流镜的第一电流端所输出的该第二电流量。
4.根据权利要求3所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的电流镜包括一第一P型晶体管，该第一P型晶体管的源极耦接至一系统电压，该第一P型晶体管的闸极耦接至该第一P型晶体管的汲极以及该参考电流输入端；以及一第二P型晶体管，该第二P型晶体管的源极耦接至该系统电压，该第二P型晶体管的闸极耦接至该第一P型晶体管的闸极，该第二P型晶体管的汲极耦接至该振荡电路。
5.根据权利要求1所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的电压电流转换电路包括一第三P型晶体管，该第三P型晶体管的闸极接收该输入电压，该第三P型晶体管的源极耦接至一系统电压，该第三P型晶体管的汲极耦接至该参考电流输入端并且输出该第一电流量。
6.根据权利要求5所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的第三P型晶体管的基体耦接至该第三P型晶体管的源极。
7.根据权利要求5所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的电压电流转换电路更包括一电阻器，该电阻器耦接于该系统电压与该第三P型晶体管的源极之间。
8.根据权利要求7所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的电压电流转换电路更包括一运算放大器耦接于该输入电压与该第三P型晶体管的闸极之间，其中该运算放大器的正输入端接收该输入电压，该运算放大器的负输入端耦接至该第三P型晶体管的源极，该运算放大器的输出端耦接至该第三P型晶体管的闸极。
9.根据权利要求3所述的电压控制振荡器，其特征在于其更包括一第四P型晶体管，耦接于该电流镜的第一电流端与该参考电流输入端之间，其中该第四P型晶体管的源极耦接至该电流镜的第一电流端，该第四P型晶体管的闸极耦接至该第四P型晶体管的汲极以及该参考电流输入端。
10.根据权利要求1所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的定电流源具有一参考电流输入端以及一参考电流输出端，其中该参考电流输入端耦接至一系统电压，该参考电流输出端耦接该电压电流转换电路以及该电流镜的第一电流端。
11.根据权利要求10所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的电流镜包括一第一N型晶体管，该第一N型晶体管的源极接地，该第一N型晶体管的闸极耦接至该第一N型晶体管的汲极以及该参考电流输出端；以及一第二N型晶体管，该第二N型晶体管的源极接地，该第二N型晶体管的闸极耦接至该第一N型晶体管的闸极，该第二N型晶体管的汲极耦接至该振荡电路。
12.根据权利要求10所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的电压电流转换电路包括一第三N型晶体管，该第三N型晶体管的闸极接收该输入电压，该第三N型晶体管的源极接地，该第三N型晶体管的汲极耦接至该参考电流输出端以通过该第一电流量。
13.根据权利要求12所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的电压电流转换电路更包括一电阻器，该电阻器耦接于该第三N型晶体管的源极与接地之间。
14.根据权利要求13所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述的电压电流转换电路更包括一运算放大器耦接于该输入电压与该第三N型晶体管的闸极之间，其中该运算放大器的正输入端接收该输入电压，该运算放大器的负输入端耦接至该第三N型晶体管的源极，该运算放大器的输出端耦接至该第三N型晶体管的闸极。
15.根据权利要求10所述的电压控制振荡器，其特征在于其更包括一第四N型晶体管耦接于该电流镜的第一电流端与该参考电流输出端之间，其中该第四N型晶体管的源极耦接至该电流镜的第一电流端，该第四N型晶体管的闸极耦接至该第四N型晶体管的汲极以及该参考电流输出端。
16.根据权利要求1所述的电压控制振荡器，其特征在于其中所述第三电流量约等于该第二电流量。
全文摘要
本发明是关于一种电压控制振荡器，依照输入电压输出具有一频率的时脉讯号，包括定电流源、电压电流转换电路、电流镜及振荡电路。定电流源提供预定参考电流量。电压电流转换电路耦接至定电流源，以依输入电压决定通过电压电流转换电路的第一电流量。电流镜具有第一及第二电流端，第一电流端耦接至定电流源，以依通过第一电流端的第二电流量决定通过第二电流端的第三电流量，第二电流量由参考电流量减去第一电流量而决定。振荡电路耦接至电流镜第二电流端，以依照第三电流量决定输出时脉讯号的频率。本发明使控制振荡电路所需电流的制程/温度效应与控制振荡电路本身的制程/温度效应互补，克服了制程漂移及温度变化对于电压控制振荡器的影响，而能降低成本。
文档编号H03L7/099GK1705235SQ200410042678
公开日2005年12月7日 申请日期2004年5月31日 优先权日2004年5月31日
发明者童彦彰 申请人:凌阳科技股份有限公司