振荡器及锁相环

本申请涉及通信，特别是涉及一种振荡器及锁相环。

背景技术：

1、锁相环(phase locked loop，pll)可以用于从接收到的数字信号中提取时钟，并恢复数据的时钟同步，在调制解调器、光纤通信等领域中广泛使用。锁相环电路一般由相位检测器、环路滤波器、控制电压源和振荡器组成。锁相环是一种用于频率跟踪和控制的系统，其基本原理是通过将输入信号与参考信号进行比较，然后调整振荡器的频率，以使输出信号与输入信号保持同步。因此，为了实现频率跟踪和调整，振荡器需要具备可调谐的能力。

2、目前在锁相环电路中广泛使用的振荡器为lc振荡器，但随着技术的发展，锁相环的整个系统对相位噪声要求更加严格，而lc振荡器中的电感和电容元件不可避免地会受到热噪声、散粒噪声等噪声源的影响，产生较高的相位噪声。

3、因此，在保证振荡器可调谐的情况下，使振荡器具有低相位噪声，是本领域需要解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种振荡器及锁相环。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种振荡器，包括：

3、振荡电路，所述振荡电路包括串联连接的声波谐振器芯片和调谐模块，所述调谐模块用于提供可变电容，所述振荡电路通过所述可变电容调谐所述振荡器的振荡频率；

4、有源模块，所述有源模块的一端与所述振荡电路的一端连接，所述有源模块的另一端与所述振荡电路的另一端连接，以形成正反馈环路，使所述振荡器发生振荡。

5、可选地，所述声波谐振器芯片包括声波谐振器和与所述声波谐振器集成的集成电容；

6、所述声波谐振器包括堆叠设置在衬底上的第二电极、压电层和第一电极；

7、所述集成电容包括所述第一电极、介质层和电容上电极，所述介质层位于所述第一电极与所述电容上电极之间；

8、其中，所述电容上电极在所述衬底上的投影与所述第一电极在所述衬底上的投影至少部分重叠。

9、可选地，所述声波谐振器芯片包括信号输入端和信号输出端；其中，

10、所述第二电极作为信号输入端，所述电容上电极作为信号输出端，使得所述声波谐振器和所述集成电容串联；或，

11、所述第二电极作为信号输入端，所述第一电极作为信号输出端，使得所述声波谐振器和所述集成电容并联。

12、可选地，所述调谐模块包括数控电容器，所述数控电容器包括第一电容连接端、第二电容连接端和在所述第一电容连接端与所述第二电容连接端之间并联连接的多个数控电容单元，各所述数控电容单元包括nmos开关管和电容；其中，

13、所述nmos开关管的源极与所述第二电容连接端连接，所述nmos开关管的栅极用于接收外部输入的电平信号，所述nmos开关管的漏极连接所述电容的一端，所述电容的另一端与所述第一电容连接端连接。

14、可选地，所述有源模块包括第一有源单元和第二有源单元；其中，所述第一有源单元包括第一晶体管；所述第二有源单元包括第二晶体管；

15、所述振荡电路的一端与所述第一晶体管的源极连接，所述振荡电路的另一端与所述第二晶体管的源极连接，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的栅极连接，形成正反馈环路。

16、可选地，所述第一晶体管包括共栅极晶体管；所述第二晶体管包括源极跟随器晶体管。

17、可选地，所述第一有源单元还包括第一负载电阻；所述第二有源单元还包括第二负载电阻；

18、所述第一负载电阻的一端与所述第一晶体管的源极连接，所述第一负载电阻的另一端接地；

19、所述第二负载电阻的一端与所述第二晶体管的源极连接，所述第二负载电阻的另一端接地；

20、所述第一负载电阻和所述第二负载电阻用于调节振荡电路的基准电位。

21、可选地，所述第一有源单元还包括漏极负载电路，所述漏极负载电路与所述第一晶体管的漏极连接，为所述第一晶体管的漏极提供能使所述第一晶体管实现放大功能的负载电阻。

22、可选地，所述漏极负载电路包括lc并联谐振电路，所述lc并联谐振电路的振荡频率与声波谐振器的振荡频率相关。

23、可选地，所述第二有源单元还包括调控电路，所述调控电路与所述第二晶体管的栅极连接，所述调控电路用于调控所述第二晶体管的静态工作点。

24、可选地，所述调控电路包括第一调控电阻、第二调控电阻和第一调控电容；

25、所述第一调控电容的一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述第一调控电容的另一端与所述第二晶体管的栅极连接；

26、所述第一调控电阻的一端与所述第二晶体管的漏极连接，所述第一调控电阻的另一端与所述第二晶体管的栅极连接；

27、所述第二调控电阻的一端接地，所述第二调控电阻的另一端与所述第二晶体管的栅极连接。

28、第二方面，本申请实施例还提供了一种锁相环，包括：如上述第一方面中任意一项所述的振荡器。

29、本申请实施例所提供的振荡器及锁相环，具有如下有益效果：

30、本申请实施例通过声波谐振器和调谐模块串联形成振荡电路，有源模块与振荡电路的两端连接，形成正反馈环路。声波谐振器的相位噪声低、功耗低，使得振荡器可以以低功耗提供低相位噪声参考时钟，并且声波谐振器的体积小，具有良好的半导体工艺兼容性，有助于提高射频前端的小型化；调谐模块提供的可变电容，影响振荡电路产生的振荡频率，以此实现振荡器的可调谐能力；有源模块使得振荡器发生振荡，使得器件有效。在声波谐振器、调谐模块和有源模块的协同作用下，实现了振荡器的调谐能力，并使振荡器具有低相位噪声。

31、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种振荡器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述声波谐振器芯片包括声波谐振器和与所述声波谐振器集成的集成电容；

3.如权利要求2所述的振荡器，其特征在于，所述声波谐振器芯片包括信号输入端和信号输出端；其中，

4.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述调谐模块包括数控电容器，所述数控电容器包括第一电容连接端、第二电容连接端和在所述第一电容连接端与所述第二电容连接端之间并联连接的多个数控电容单元，各所述数控电容单元包括nmos开关管和电容；其中，

5.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述有源模块包括第一有源单元和第二有源单元；其中，所述第一有源单元包括第一晶体管；所述第二有源单元包括第二晶体管；

6.如权利要求5所述的振荡器，其特征在于，所述第一晶体管包括共栅极晶体管；所述第二晶体管包括源极跟随器晶体管。

7.如权利要求5所述的振荡器，其特征在于，所述第一有源单元还包括第一负载电阻；所述第二有源单元还包括第二负载电阻；

8.如权利要求5所述的振荡器，其特征在于，所述第一有源单元还包括漏极负载电路，所述漏极负载电路与所述第一晶体管的漏极连接，为所述第一晶体管的漏极提供能使所述第一晶体管实现放大功能的负载电阻。

9.如权利要求8所述的振荡器，其特征在于，所述漏极负载电路包括lc并联谐振电路，所述lc并联谐振电路的振荡频率与声波谐振器的振荡频率相关。

10.如权利要求5所述的振荡器，其特征在于，所述第二有源单元还包括调控电路，所述调控电路与所述第二晶体管的栅极连接，所述调控电路用于调控所述第二晶体管的静态工作点。

11.如权利要求10所述的振荡器，其特征在于，所述调控电路包括第一调控电阻、第二调控电阻和第一调控电容；

12.一种锁相环，其特征在于，包括：如权利要求1至11中任意一项所述的振荡器。

技术总结
本申请实施例涉及一种振荡器以及锁相环，包括：振荡电路，振荡电路包括串联连接的声波谐振器芯片和调谐模块，调谐模块用于提供可变电容，振荡电路通过可变电容调谐振荡器的振荡频率；有源模块，有源模块的一端与振荡电路的一端连接，有源模块的另一端与振荡电路的另一端连接，以形成正反馈环路，使振荡器发生振荡。由此，实现了振荡器的调谐能力，并使振荡器具有低相位噪声。

技术研发人员：李俊杰,吴小平,白维维,杨清华,顾程先,王德元,周作梅,刘德昌,赖志国,田锦华,张昌桢,王振龙,杨世康,李康
受保护的技术使用者：凯里学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25