一种压控振荡器电路的制作方法

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种压控振荡器电路。

背景技术：

锁相环是现在集成电路设计中的重要技术，而振荡器作为锁相环的控制对象，和锁相环仪器构成频率合成器，振荡器首先能够在一定频率范围内产生一个符合相位噪声要求的时钟信号，然后通过锁相环来将其频率精确锁定，通常字一个芯片里，用一个压控振荡器要支持不同的工作模式，因此就要求该压控振荡器具有较宽的调节范围，压控振荡器增益比较大的变化会导致锁相环环路带宽的变化，恶化相位噪声和环路稳定性，而高性能系统严格要求压控振荡器具有较宽的调节范围和高的调谐线性度，现有压控振荡器则无法满足需求。

授权公告号为cn105515576b的中国发明专利申请公开了带有粗调与细调的环形压控振荡器及锁相环，该发明应用到了粗调电路和细调电路，粗调电路和细调电路应用到的电容器和电阻器数量多，导致电路复杂，且粗调电路和细调电路相互影响，对锁相环的使用影响很大，电压调节范围小且调谐线性度低。

因此，有必要提供一种新的压控振荡器电路以避免现有技术中存在的上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种压控振荡器电路，提供较宽的电压调节范围和高的调谐线性度。

为实现上述目的，本发明的所述振荡器电路，包括环形振荡器模块和细调电压合成电路模块，所述环形振荡器模块一端设有用于接收粗调电压的粗调电压输入端，所述细调电压合成电路模块上设有用于接收细调输入电压的细调电压输入端和用于输出细调电压的细调电压输出端，所述环形振荡器模块另一端设有用于接收所述细调电压的细调电压接收端。

本发明的有益效果在于：本发明采用粗调和细调相结合的方式，所述粗调电压直接控制所述环形振荡器模块的电压，增大了电压调节范围，得到更大的频率调节范围；所述细调电压合成电路模块提供所述细调电压作为所述环形振荡器模块的输入电压，得到更高的频率调节线性度。

优选地，所述环形振荡器模块包括延迟单元和可变电容器，所述延迟单元的数量为n个，所述n为大于等于1的自然数，n个所述延迟单元串联，所述延迟单元的电源端连接所述粗调电压输入端，所述延迟单元的输出端连接所述可变电容器，所述可变电容器的另一端连接所述细调电压接收端，其有益效果在于：所述细调电压作用于所述可变电容器，所述可变电容器两端电压差与所述粗调电压无关，扩宽了所述粗调电压和所述细调输入电压的调节范围，简化了锁相环的设计。

进一步优选地，所述n为大于等于3的自然数。

优选地，所述可变电容器的数量和所述延迟单元的数量相同。

优选地，所述细调电压合成电路模块包括运算放大器、第一pmos管、第二pmos管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述运算放大器的正输入端连接所述细调电压输入端，所述运算放大器的输出端连接所述第一pmos管的栅极和所述第二pmos管的栅极，所述运算放大器的负输入端连接所述第一pmos管的漏极和所述第一电阻的一端，所述第一pmos管的源极和所述第二pmos管的源极连接电源，所述第二电阻和所述第三电阻串联的分压点连接所述第二pmos管的漏极，其有益效果在于：将所述细调输入电压转变为所述细调电压，并为所述环振荡器提供所述细调电压。

进一步优选地，所述第一电阻的另一端接地。

进一步优选地，所述第二电阻的另一端接地。

优选地，所述分压点的电压为所述细调电压。

优选地，所述可变电容器连接所述分压点。

优选地，所述第三电阻的另一端连接所述粗调电压输入端。

附图说明

图1为本发明压控振荡器的电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种振荡器电路，所述振荡器电路具有环形振荡器模块和细调电压合成电路模块，所述环形振荡器模块一端设有用于接收粗调电压的粗调电压输入端，所述细调电压合成电路模块上设有用于接收细调输入电压的细调电压输入端和用于输出细调电压的细调电压输出端，所述环形振荡器模块另一端设有用于接收所述细调电压的细调电压接收端。

本发明的一种实施例中，所述环形振荡器模块具有延迟单元和可变电容器，所述延迟单元的数量为n个，所述n为大于等于1的自然数，n个所述延迟单元串联，所述延迟单元的电源端连接所述粗调电压输入端，所述延迟单元的输出端连接所述可变电容器，所述可变电容器的另一端连接所述细调电压接收端。

本发明的一种实施例中，所述n为大于等于3的自然数。

本发明的一种实施例中，所述可变电容器的数量和所述延迟单元的数量相同。

本发明的一种实施例中，所述细调电压合成电路模块包括运算放大器、第一pmos管、第二pmos管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述运算放大器的正输入端连接所述细调电压输入端，所述运算放大器的输出端连接所述第一pmos管的栅极和所述第二pmos管的栅极，所述运算放大器的负输入端连接所述第一pmos管的漏极和所述第一电阻的一端，所述第一pmos管的源极和所述第二pmos管的源极连接电源，所述第二电阻和所述第三电阻串联的分压点连接所述第二pmos管的漏极。

本发明的一种实施例中，所述第一电阻的另一端接地。

本发明的一种实施例中，所述第二电阻的另一端接地。

本发明的一种实施例中，所述分压点的电压为所述细调电压。

本发明的一种实施例中，所述可变电容器连接所述分压点。

本发明的一种实施例中，所述第三电阻的另一端连接所述粗调电压输入端。

图1为本发明一些实施例的振荡器的电路图，结合图1所示，所述环形振荡器模块1具有延迟单元11和可变电容器12，所述延迟单元11的数量为3个，相应地，所述可变电容器12的数量为3个，3个所述延迟单元11串联，三个所述延迟单元11的电源端都施加所述粗调电压，3个所述延迟单元11的输出端分别连接所述1个可变电容器12，3个所述可变电容器12的另一端施加所述细调电压。

本发明的一种实施例中，所述细调电压合成电路模块2具有运算放大器21、第一pmos管22、第二pmos管23、第一电阻24、第二电阻25和第三电阻26。

本发明的一种实施例中，所述运算放大器21的正输入端施加所述细调输入电压，所述运算放大器21的输出端连接所述第一pmos管22的栅极和所述第二pmos管23的栅极，所述运算放大器21的负输入端连接所述第一pmos管22的漏极和所述第一电阻24的一端。

本发明的一种实施例中，所述第一pmos管22的栅极连接所述运算放大器21的输出端和所述第二pmos管23的栅极，所述第一pmos管22的源极连接电源，所述第一pmos管22的漏极连接所述运算放大器21的负输入端和所述第一电阻24的一端。

本发明的一种实施例中，所述第二pmos管23的栅极连接所述运算放大器21的输出端和所述第一pmos管22的栅极，所述第二pmos管23的源极连接电源，所述第二电阻25和所述第三电阻26串联的分压点连接所述第二pmos管23的漏极，所述分压点的电压为细调电压。

本发明的一种实施例中，所述第一电阻24的一端连接所述第一pmos管22的漏极和所述运算放大器21的负输入端，所述第一电阻24的另一端接地；所述第二电阻25的一端连接所述第二pmos管23的漏极和所述第三电阻26的一端，所述第二电阻25的另一端接地；所述第三电阻26的一端连接所述第一pmos管22的漏极和所述第二电阻25的一端，所述第三电阻26的另一端施加粗调电压。

本发明的一种具体的实施例，所述粗调电压的电压值为vs，所述细调输入电压的电压值为vctrl，所述细调电压的电压值为vc_var，所述第一电阻24的电阻值为r1，所述第二电阻25的电阻值为r2，所述第三电阻26电阻值为r3，所述第一电阻24处的电压值为vfb。

参照图1，所述第一pmos管22的宽长比是所述第二pmos管23的二倍，各电阻值关系为r2＝r3＝2×r1，所述运算放大器21和所述第一pmos管22以及第一电阻24组成负反馈环路，vfb＝vctrl，经过所述第一pmos管22的电流值i1＝vfb/r1＝vctrl/r1，所述第一pmos管22和所述第二pmos管23组成电流镜，经过所述第二pmos管23的电流值i2＝i1/2＝vctrl/(2×r1)，

所述细调电压由基尔霍夫电流定律可以得到：

那么，n个所述可变电容器12一端的电容器电压的平均电压为振荡器输出电压的共模电压，所述电容器电压的电压值为vout，所述可变电容器12两端的电压差值为因此δv是一个与所述vs无关的电压值，所述vs变化时不会影响到所述vc_var对输出频率的调节，所述δv为所述vctrl的一半，在锁相环电路中不仅增大了电荷泵输出电压的范围，保证了所述可变电容器12处在最佳电压调节范围内已达到更高的线性度，而且降低了细调频率的增益，进一步减少电荷泵和环形滤波器的噪声对锁相环的影响。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。