一种压控环形振荡器、锁相环和通信设备的制作方法

本实用新型属于半导体集成电路设计领域，尤其涉及一种压控环形振荡器、锁相环和通信设备。

背景技术：

近年来，由于微电子技术的突飞猛进的发展，现代电子系统也向着高性能、高集成度的方向发展。以无线通讯为例，随着5G时代的逼近，更高速的数字通讯业务即将展开。这对通信设备中的接收模块、数据转换模块和数字处理模块都提出了更高的要求。这就要求锁相环能提供更高速度的高质量时钟。高电源抑制比的压控振荡器就成了必然的需求。

现有技术的压控振荡器主要分为压控环形振荡器和压控LC振荡器。压控LC振荡器由于需要用到电感，集成度很低，不太适合高集成度要求的应用场合(例如FPGA)。压控环形振荡器根据延迟单元分为两种，一种是基于差分延迟单元的压控环形振荡器，另一种是基于单端反相器延迟单元的压控环形振荡器。其中基于差分延迟单元的压控环形振荡器虽然对电源噪声的抑制能力较好，但功耗会明显增加。所以尽管基于单端反相器延迟单元的压控环形振荡器的电源抑制比较低，但它仍旧是设计中的热门选择。因此如何提高基于反相器延迟单元的压控环形振荡器的电源抑制比就成了当前研究中的热点和难点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种压控环形振荡器、锁相环和通信设备，旨在解决现有技术基于单端反相器延迟单元的压控环形振荡器的电源抑制比较低的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种压控环形振荡器，包括奇数个级联的反相器延迟单元、第一PMOS晶体管MP1、第一NMOS晶体管MN1和电阻分压器；第一PMOS晶体管MP1的源极接电源电压，第一PMOS晶体管MP1的门极接输入控制电压，第一PMOS晶体管MP1的漏极接第一NMOS晶体管MN1的漏极，第一NMOS晶体管MN1的源极接地，第一NMOS晶体管MN1的门极接电阻分压器；每个反相器延迟单元均包括第二PMOS晶体管MP2和第二NMOS晶体管MN2，第二PMOS晶体管MP2的漏极与第二NMOS晶体管MN2的漏极连接，第二PMOS晶体管MP2的门极与第二NMOS晶体管MN2的门极连接，第二PMOS晶体管MP2的源极连接到第一PMOS晶体管MP1的漏极，第二NMOS晶体管MN2的源极接地。

第二方面，本实用新型提供了一种锁相环，所述锁相环包括上述的压控环形振荡器。

第三方面，本实用新型提供了一种通信设备，所述通信设备包括上述的锁相环

在本实用新型中，由于通过电阻分压器的分压产生第一NMOS晶体管MN1所需要的门极偏置电压，使第一NMOS晶体管MN1在电源电压变化时，第一NMOS晶体管MN1的电流会随着电源电压的波动产生一个相应的电流波动，从而抵消掉第一PMOS晶体管MP1由于电源电压的波动而产生的电流波动，从而保证流入压控环形振荡器的所有反相器延迟单元的总电流保持恒定，进而大大提高了压控环形振荡器的电源抑制比，保证了锁相环良好的相位噪声特性。而且额外加入的电路单元较少，在提高电源抑制比的同时，保持了较低的功耗和较简单的结构。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的压控环形振荡器的电路图。

图2是本实用新型实施例提供的压控环形振荡器的反相器延迟单元的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的压控环形振荡器包括奇数个级联的反相器延迟单元11、第一PMOS晶体管MP1、第一NMOS晶体管MN1和电阻分压器12；第一PMOS晶体管MP1的源极接电源电压，第一PMOS晶体管MP1的门极接输入控制电压，第一PMOS晶体管MP1的漏极接第一NMOS晶体管MN1的漏极，第一NMOS晶体管MN1的源极接地，第一NMOS晶体管MN1的门极接电阻分压器；每个反相器延迟单元均包括第二PMOS晶体管MP2和第二NMOS晶体管MN2，第二PMOS晶体管MP2的漏极与第二NMOS晶体管MN2的漏极连接，第二PMOS晶体管MP2的门极与第二NMOS晶体管MN2的门极连接，第二PMOS晶体管MP2的源极连接到第一PMOS晶体管MP1的漏极，第二NMOS晶体管MN2的源极接地。

在本实用新型实施例中，反相器延迟单元11的数量是大于或等于3的奇数。

在本实用新型实施例中，电阻分压器12包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，第一分压电阻R1的一端连接电源电压，第一分压电阻R1的另一端连接第一NMOS晶体管MN1的门极，第二分压电阻R2的一端接地，第二分压电阻R2的另一端连接第一NMOS晶体管MN1的门极。

本实用新型实施例还提供了一种包括本实用新型实施例提供的压控环形振荡器的锁相环。

本实用新型实施例还提供了一种包括本实用新型实施例提供的锁相环的通信设备。

本实用新型实施例提供的压控环形振荡器，通过电阻分压器的分压产生第一NMOS晶体管MN1所需要的门极偏置电压，使第一NMOS晶体管MN1在电源电压变化时，第一NMOS晶体管MN1的电流会随着电源电压的波动产生一个相应的电流波动，从而抵消掉第一PMOS晶体管MP1由于电源电压的波动而产生的电流波动，从而保证流入压控环形振荡器的所有反相器延迟单元的总电流保持恒定，进而大大提高了压控环形振荡器的电源抑制比，保证了锁相环良好的相位噪声特性。而且额外加入的电路单元较少，在提高电源抑制比的同时，保持了较低的功耗和较简单的结构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。