P8管、MP6管导通或截止，导通时，有电流流入端口 vt_out ;截止时，无电流流入端口 vt_out。B〈0>、B〈l>、B〈2>、B<3>控制的电流权重分别为1、2*1、4*1、8*1。这样，可以实现对流过vt_out端电流的线性控制。当B〈0>、B〈1>、B〈2>、B〈3>电平均为高时，对应的MP12管、MPlO管、MP8管、MP6管均截止，只有MP3管和MP4管电流流入vt_out端。通过B〈0>、B〈 I>、B〈2>、B〈3>来控制1、2*1、4*1、8*I权重电流是否流入vt_out端，即实现了对丽I管漏源电流的控制，从而实现对丽I管栅极电压的控制，即实现对vt_out端电压直接控制，也即实现了对级联延迟单元延迟时间大小的离散控制。这样，B〈0>、B〈l>、B〈2>、B<3>控制位就起到了分段控制环形振荡器振荡频率的功能。
[0038]振荡频率分段控制实施效果见图6所示，横轴为调谐电压，纵轴为振荡频率。图6表明:本发明提出的振荡频率分段控制电路可以实现环形振荡器振荡频率的分段控制。
[0039]参见图3，构成分段低压控增益环形振荡器的调谐斜率转换电路，由一个运算放大器OAMP、PMOS管MP1、MP2、NMOS管MNl、电阻Rl、R2、R3和电容Cl构成，详细电路见图3。PMOS管MP1、MP2的栅极连接在一起，并与运算放大器输出端连接；PM0S管MP1、MP2的源极连接电源；PM0S管MPl的漏极接运算放大器负输入端，并通过电阻R2接地；PM0S管MP2的漏极通过电阻R3连接NMOS管丽I的漏极和栅极；NM0S管丽I的漏极和栅极接在一起，连接延迟级联电路的调谐电压端vt_out ;电阻Rl和电容Cl串联连接，串联连接后一端接运算放大器OAMP的输出端，另一端接运算放大器OAMP负输入端；运算放大器OAMP的正输入端为调谐电压输入端vt_in。
[0040]上面的实施结果表明:本发明的一种分段低压控增益环形振荡器同时具有低压控增益和振荡频率分段控制等特点。本发明技术可以应用到小面积、低功耗、高性能的射频锁相环系统中。
【主权项】
1.一种分段低压控增益环形振荡器，包括延迟级联电路(I)、调谐斜率转换电路(2)和振荡频率分段控制电路(3);其特征在于: 所述调谐斜率转换电路(2)用于对调谐电压进行转换，将转换后的调谐电压输出到延迟级联电路(I)的调谐电压端，以调节级联延迟单元的延迟时间，起到减小压控增益的作用； 所述振荡频率分段控制电路(3)接收外部控制信号，根据外部控制信号输出不同大小的电流信号，对延迟级联电路(I)的调谐电压端电压进行调节； 所述延迟级联电路(I)由四级延迟单元构成，前三级延迟单元输出正端连接在下一级延迟单元的负输入端，前三级延迟单元输出负端连接在下一级延迟单元的正输入端；第四级延迟单元输出正端连接在第一级延迟单元的正输入端，第四级延迟单元输出负端连接在第一级延迟单元的负输入端；四级延迟单元的调谐电压端接在一起，同时接收调谐斜率转换电路(2)输出的调谐电压。2.根据权利要求1所述的分段低压控增益环形振荡器，其特征在于:所述调谐斜率转换电路⑵包括运算放大器、PMOS管MPl、MP2、NMOS管MNl和电阻R2、R3 ;PM0S管MP1、MP2的栅极连接在一起，并与运算放大器输出端连接；PM0S管MP1、MP2的源极连接接在一起；PMOS管MPl的漏极接运算放大器负输入端，并通过电阻R2接地；PM0S管MP2的漏极通过电阻R3连接NMOS管丽I的漏极和栅极。3.根据权利要求1或2所述的分段低压控增益环形振荡器，其特征在于:所述振荡频率分段控制电路(3)中包含N路电流源，N取正整数；N路电流源由N-1路可控电流源和一路常开电流源构成；N-1路可控电流源和一路常开电流源的输出同时连接所述调谐斜率转换电路，对调谐斜率转换电路输出的调谐电压进行调节；N-1路可控电流源由外部分段控制信号控制通断。4.根据权利要求3所述的分段低压控增益环形振荡器，其特征在于:可控电流源和常开电流源均由二个PMOS管构成，其中，第一 PMOS管的源极接电源，第一 PMOS管的基极接收电流信号；第一 PMOS管的漏极与第二 PMOS管的源极相接，第二 PMOS管的漏极连接所述调谐斜率转换电路，对调谐斜率转换电路输出的调谐电压进行调节；构成常开电流源的二个PMOS管中的第二 PMOS管的栅极接地；构成可控电流源的二个PMOS管中的第二 PMOS管的栅极接收外部分段控制信号。5.根据权利要求4所述的分段低压控增益环形振荡器，其特征在于:所述振荡频率分段控制电路中包含路四路可控电流源和一路常开电流源；所述振荡频率分段控制电路包括NMOS管丽2、丽3和PMOS管MP3?MP13 ；NM0S管丽3管的栅极和漏极连接，为电流输入端，丽3管源极接地VSS ；NM0S管丽2、丽3的栅极相互连接，NMOS管丽2、丽3的源极接地，NMOS管MN2漏极与PMOS管MP13的栅极和漏极相接；PM0S管MP3、MP5、MP7、MP9、MP11的栅极与MP13 的栅极相连接，？]\?)3管1^3、]\^5、]\^7、]\^9、]\^11、]\^13 的源极接电源；PM0S 管 MPll 的漏极与PMOS管MP12的源极相接，PMOS管MP9的漏极与PMOS管MPlO的源极相接，PMOS管MP7的漏极与PMOS管MP8的源极相接，PMOS管MP5的漏极与PMOS管MP6的源极相接，PMOS管MP3的漏极与PMOS管MP4的源极相接；PM0S管MP4的栅极接地，PMOS管MP12、MP10、MP8和MP6的栅极分别接收外部分段控制信号；PM0S管MP12、MP10、MP8、MP6和MP4的漏极连接在一起，并连接所述调谐斜率转换电路，对调谐斜率转换电路输出的调谐电压进行调节。6.构成分段低压控增益环形振荡器的调谐斜率转换电路，其特征在于:所述调谐斜率转换电路包括运算放大器、PMOS管MP1、MP2、NM0S管MNl和电阻R2、R3 ；PM0S管MP1、MP2的栅极连接在一起，并与运算放大器输出端连接；PM0S管MP1、MP2的源极连接接在一起；PM0S管MPl的漏极接运算放大器负输入端，并通过电阻R2接地；PM0S管MP2的漏极通过电阻R3连接NMOS管丽I的漏极和栅极。
【专利摘要】本发明公开了分段低压控增益环形振荡器，包括延迟级联电路、调谐斜率转换电路和振荡频率分段控制电路；其特征在于：所述调谐斜率转换电路用于对调谐电压进行转换，将转换后的调谐电压输出到延迟级联电路的调谐电压端，以调节级联延迟单元的延迟时间；所述振荡频率分段控制电路接收外部控制信号，根据外部控制信号输出不同大小的电流信号，对延迟级联电路的调谐电压端电压进行调节；所述延迟级联电路由四级延迟单元构成，四级延迟单元的调谐电压端接在一起，接收调谐斜率转换电路输出的调谐电压；本发明通过调谐斜率转换电路和振荡频率分段控制电路相结合，使环形振荡器同时具有宽频率覆盖和低压控增益特性，可广泛应用在射频锁相环系统中。
【IPC分类】H03L7/099, H03L7/08
【公开号】CN105207670
【申请号】CN201510572080
【发明人】吴炎辉, 范麟, 邹维, 艾斌斌, 万天才, 刘永光, 徐骅, 李明剑
【申请人】重庆西南集成电路设计有限责任公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月10日