一種壓控振蕩器及其輸出頻率控制方法技術

本發明專利技術公開了一種壓控振蕩器及其輸出頻率控制方法，包括：狀態檢測電路、數字模擬轉換器、振蕩電路，其中：所述狀態檢測電路用于檢測壓控振蕩器的工藝角以及所述壓控振蕩器所在環境的溫度信息，并根據所述工藝角以及所述溫度信息生成校調信息，將所述校調信息編譯為數字校調信息；所述數字模擬轉換器用于將所述數字校調信息轉換為模擬電壓；所述振蕩電路用于將所述模擬電壓作為控制電壓，控制輸出頻率保持在額定頻率范圍。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及集成電路
，更具體地說，涉及。
技術介紹
隨著通信電子領域的迅速發展，對電子設備的性能要求越來越高，尤其是對像振蕩器等這種基礎部件的要求更是如此。振蕩器是許多電子系統的組成部分，應用范圍從微處理器中的時鐘產生到蜂窩電話中的載波合成。VCO (Voltage-Controlled Oscillator,壓控振蕩器)的輸出頻率與輸入控制電壓有對應關系，壓控振蕩器的工作狀態或振蕩回路的元件參數受輸入控制電壓的控制，其輸出頻率是其輸入電壓的線性函數。專利技術人發現，在實際應用過程中，壓控振蕩器的輸出頻率不穩定。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供，在現有的VCO基礎上，增加 PTD (Process/Temperature Decoder,狀態檢測電路)以及 DAC (Digital toAnalog Converter,數字模擬轉換器)兩個部分,使VCO的輸出頻率穩定。為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案:一種壓控振蕩器，包括:狀態檢測電路、數字模擬轉換器、振蕩電路，其中:所述狀態檢測電路用于檢測壓控振蕩器的工藝角以及所述壓控振蕩器所在環境的溫度信息，并根據所述工藝角以及所述溫度信息生成校調信息，將所述校調信息編譯為數字校調信息；所述數字模擬轉換器用于將所述數字校調信息轉換為模擬電壓；所述振蕩電路用于將所述模擬電壓作為控制電壓，控制輸出頻率保持在額定頻率范圍。其中，所述狀態檢測電路包括:第一電流源、第二電流源、第一 PMOS管、第一 NMOS管、電壓-電流轉換器、電流比較器、鎖存器組、校調信息譯碼器，其中:所述第一電流源和所述第二電流源的電流值相等；所述第一電流源與所述第一 PMOS管的源極相連，所述第一 PMOS管的柵極與漏極連接接地端，所述第一 PMOS管源極的電壓作為第一電壓；所述電壓-電流轉換器的輸入端與所述第一 PMOS管的源極相連，用于將所述第一電壓轉換為第一電流；所述第二電流源與所述第一 NMOS管的漏極相連，所述第一 NMOS管的源極連接接地端，所述第一 NMOS管漏極和柵極相連，所述第一 NMOS管的漏極電流作為第二電流；所述電流比較器的第一輸入端與所述電壓-電流轉換器的輸出端相連，所述電流比較器的第二輸入端與所述第一 NMOS管的柵極相連，用于將所述第一電流進行比例鏡像，得到η個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流，以及將所述第二電流進行比例鏡像，得到的η個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流，并將η個所述第一鏡像電流與η個所述第二鏡像電流中對應的第二鏡像電流進行比較，得到η個比較結果輸出至所述電流比較器的η個輸出端得到校調信息；所述鎖存器組的η個輸入端與所述電流比較器的η個輸出端對應相連，用于將所述校調信息進行鎖存；所述校調信息譯碼器輸入端與所述鎖存器組的輸出端相連，用于將所述校調信息編譯為數字校調信息。所述數字校調信息為并行二進制信號。所述電壓-電流轉換器包括:第二 PMOS管、第二 NMOS管，其中:所述第二 NMOS管的柵極是所述電壓-電流轉換器的輸入端，所述第二 NMOS管的源極連接接地端，所述第二 NMOS管的漏極與所述第二 PMOS管的柵極相連；所述第二 PMOS管的源極連接電源，所述第二 PMOS管的柵極與所述第二 PMOS管的漏極相連，且所述第二 PMOS管的柵極是所述電壓-電流轉換器的輸出端。所述電流比較器包括:η個PMOS管、η個NMOS管，η為大于2的整數，其中:所述η個PMOS管的源極均連接電源，所述η個PMOS管的柵極相連作為電流比較器的第一輸入端，用于將接收到的所述第一電流進行比例鏡像，得到η個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流；所述η個NMOS管的源極均連接接地端，所述η個NMOS管的柵極相連作為所述電流比較器的第二輸入端，用于將所述第一 NMOS管中的第二電流進行比例鏡像，得到的η個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流；所述η個PMOS管的漏極分別與所述η個NMOS管中對應的NMOS管的漏極相連作為所述電流比較器的η個輸出端。優選的，所述振蕩電路為3級環形壓控振蕩電路?！N壓控振蕩器輸出頻率控制方法，應用于壓控振蕩器，該方法包括步驟:檢測壓控振蕩器的工藝角以及所述壓控振蕩器所在環境的溫度信息，根據所述工藝角以及所述溫度信息生成數字校調信息；將所述數字校調信息轉換為模擬電壓；依據所述模擬電壓調節所述壓控振蕩器的輸出頻率保持在額定頻率范圍。優選的，所述步驟檢測壓控振蕩器的工藝角以及所述壓控振蕩器所在環境的溫度信息，根據所述工藝角以及所述溫度信息生成數字校調信息包括:檢測壓控振蕩器的工藝角以及所述壓控振蕩器所在環境的溫度信息，根據所述工藝角以及所述溫度信息生成校調信息，并將所述校調信息編譯為數字校調信息。與現有技術相比，本專利技術所提供的技術方案具有以下優點:本專利技術所提供的壓控振蕩器及其輸出頻率控制方法，該壓控振蕩器包括狀態檢測電路、數字模擬轉換器以及振蕩電路，狀態檢測電路檢測壓控振蕩器的工藝角以及壓控振蕩器所在環境的溫度信息，并生成校調信息，將根據校調信息編譯為數字校調信息，數字模擬轉換器將校調信息轉換為模擬電壓，作為振蕩電路的控制電壓，控制振蕩電路的輸出頻率保持在額定的頻率范圍內?！靖綀D說明】為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例中壓控振蕩器組成框圖；圖2為本專利技術實施例中狀態檢測電路的電路結構示意圖；圖3為本專利技術實施例中數字模擬轉換器的結構示意圖；圖4為本專利技術實施例中3級環形壓控振蕩器的電路結構示意圖；圖5為本專利技術實施例中的壓控振蕩器輸出頻率控制方法流程圖。【具體實施方式】為了使本
的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。正如
技術介紹
所述，現有的壓控振蕩器輸出頻率不穩定，專利技術人發現，造成這種缺陷的原因主要是在壓控振蕩器電路中，由于受工藝角及所在環境的溫度的影響，在其內部電路會產生一定量的性能偏移，使得壓控振蕩器的輸出頻率與額定頻率產生偏移，從而影響了壓控振蕩器的輸出頻率穩定性。本實施例提供了一種壓控振蕩器，如圖1所示，包括:狀態檢測電路101、數字模擬轉換器102以及振蕩電路103，其中:狀態檢測電路101用于檢測壓控振蕩器的工藝角以及所述壓控振蕩器所在環境的溫度信息，并根據工藝角以及溫度信息生成校調信息，將所述校調信息編譯為數字校調信息。其中，工藝角和溫度信息與校調信息之間為預設的對應關系。校調信息與工藝角、溫度對應關系的建立，是通過設計合理的PMOS管Pl-Pn和NMOS管Nl-Nn的寬長比，使得在不同的工藝角和環境溫度下的校調信息不同。數字模擬轉換器102用于將所述數字校調信息轉換為模擬電壓，數字模擬轉換器102的輸入本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種壓控振蕩器，其特征在于，包括：狀態檢測電路、數字模擬轉換器、振蕩電路，其中：所述狀態檢測電路用于檢測壓控振蕩器的工藝角以及所述壓控振蕩器所在環境的溫度信息，并根據所述工藝角以及所述溫度信息生成校調信息，將所述校調信息編譯為數字校調信息；所述數字模擬轉換器用于將所述數字校調信息轉換為模擬電壓；所述振蕩電路用于將所述模擬電壓作為控制電壓，控制輸出頻率保持在額定頻率范圍。

【技術特征摘要】
1.一種壓控振蕩器，其特征在于，包括:狀態檢測電路、數字模擬轉換器、振蕩電路，其中: 所述狀態檢測電路用于檢測壓控振蕩器的工藝角以及所述壓控振蕩器所在環境的溫度信息，并根據所述工藝角以及所述溫度信息生成校調信息，將所述校調信息編譯為數字校調信息； 所述數字模擬轉換器用于將所述數字校調信息轉換為模擬電壓； 所述振蕩電路用于將所述模擬電壓作為控制電壓，控制輸出頻率保持在額定頻率范圍。2.根據權利要求1所述的壓控振蕩器，其特征在于，所述狀態檢測電路包括:第一電流源、第二電流源、第一 PMOS管、第一 NMOS管、電壓-電流轉換器、電流比較器、鎖存器組、校調信息譯碼器，其中: 所述第一電流源和所述第二電流源的電流值相等； 所述第一電流源與所述第一 PMOS管的源極相連，所述第一 PMOS管的柵極與漏極連接接地端，所述第一 PMOS管源極的電壓作為第一電壓； 所述電壓-電流轉換器的輸入端與所述第一 PMOS管的源極相連，用于將所述第一電壓轉換為第一電流； 所述第二電流源與所述第一 NMOS管的漏極相連，所述第一 NMOS管的源極連接接地端，所述第一 NMOS管漏極和柵極相連，所述第一 NMOS管的漏極電流作為第二電流； 所述電流比較器的第一輸入端與所述電壓-電流轉換器的輸出端相連，所述電流比較器的第二輸入端與所述第一 NMOS管的柵極相連，用于將所述第一電流進行比例鏡像，得到η個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流，以及將所述第二電流進行比例鏡像，得到的η個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流，并將η個所述第一鏡像電流與η個所述第二鏡像電流中對應的第二鏡像電流進行比較，得到η個比較結果輸出至所述電流比較器的η個輸出端得到校調信息； 所述鎖存器組的η個輸入端與所述電流比較器的η個輸出端對應相連，用于將所述校調信息進行鎖存； 所述校調信息譯碼器輸入端與所述鎖存器組的輸出端相連，用于將所述校調信息編譯為數字校調信息。3.根據權利要求1、2所述的壓控振蕩器，其特征在于，所述數字校調信息為并行二進制信號。4.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龍爽，陳嵐，陳巍巍，楊詩洋，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：發明
國別省市：