[发明专利]一种数字控制的变频振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种振荡器，特别涉及的是一种能够通过外部数字控制信号，准确调整时钟信号输出频率的数字控制的变频振荡器。

背景技术

振荡器是电子系统的基本电路，它产生系统所需要的各种时钟信号。现在在很多情况下都需要对振荡器进行变频，用以适应实际的工况需要；通常对于振荡器而言其频率的改变是和电流、电压或电容大小有关；其大体的变频原理都集中在通过调整振荡器流过的电流、电压或电容上，为此需要增加一些相应的外围结构，因此可以将基本的振荡器定义为振荡器本体1，其是相对于增加外围结构后形成的新的振荡器所定义的名称；请参阅图1所示，其为现有可变频率振荡器的工作原理示意图，该原理图体现了两种变频原理；其中，压控振荡器(VCO)，其通常应用在射频电路中，通过调节电压Vdd来控制振荡器本体1输出的频率大小；流控振荡器，其是通过调节pbias/nbias来调节整个通路上的电流大小，从而间接调整振荡器本体1输出的频率大小。

虽然他们能够实现对振打器本体1输出时钟信号的频率调节，但是它们共同存在的缺陷在于，由于利用模拟信号来控制振荡器本体频率的变化，因而不能保证控制的精度，同时如此调节使所述的振荡器本体1输出频率的变化范围很小，不仅难以满足需要而且用户难以掌握实际输出频率的大小。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种数字控制的变频振荡器，用以解决现有技术中，仅能通过模拟控制的方式控制振荡器本体时钟信号输出的频率，从而造成的控制精度低，变化范围小，并难于明确输出频率大小的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种数字控制的变频振荡器，其包括：一振荡器本体，用以根据向其输入的控制电流的大小，从而产生一确定频率的时钟信号输出；本发明的核心是还包括：

一电流控制电路，其接受数字控制信号，并向所述的振荡器本体输出与所述数字控制信号所表征的频率相对应的所述控制电流。由于数字控制信号是根据用户需要设置的，即对应时钟信号的频率是明确的，从而清楚的知晓所述的控制电流的大小，进而明确所述的振荡器实际输出的时钟信号的频率的大小。

为此本发明举出现有的振荡器本体的两种形式，但是需要强调的是本发明并不局限于这两种作为振荡器本体的振荡器，其中，第一种振荡器本体可以是由N个反相器构成的环形振荡器，其中N为大于等于3的奇数。

第二种振荡器本体可以是源极耦合压控振荡器。

对于电流控制电路而言其是与上述的振荡器本体相对应的，如针对上述的环形振荡器，所述的电流控制电路包括：N组电流控制单元，其中，每组电流控制单元包括一第一电流控制单元和一第二电流控制单元，每一所述的反相器分别与所述的第一电流控制单元和第二电流控制单元相连接；且每组所述的电流控制单元都接受所述的数字控制信号的控制。

如针对上述的源极耦合压控振荡器，所述的电流控制电路包括：一组电流控制单元，其中，该组电流控制单元包括两个第二电流控制单元，其分别设置于所述的源极耦合压控振荡器的电容两端，且每二所述的第一电流控制单元都接受所述的数字控制信号的控制。

较佳的，所述的电流控制单元包括：n+2个电流支路组成，每一电流支路包括一开关元件以及电流源，其中，一第一电流支路为常开状态；其余n+1个电流支路的开关元件受所述的数字控制信号控制，从而控制所述的电流控制单元输出的电流大小，其中n大于等于0。

其中，所述的开关元件和电流源为晶体管。

为了实现控制电流的输出，所述的作为电流源的晶体管，在其栅极上设置有一使能控制信号。

为了控制所述振荡器本体输出时钟信号的极限频率范围，所述的控制电流的极限值是可以通过设置所述晶体管的尺寸来实现的。

与现有技术比较本发明的有益效果在于，振荡器频率控制精度高，灵活性大，同时频率可调节的范围宽，从芯片开发的角度而言，其占用面积小，降低芯片成本，功耗小，提高芯片性能，受工艺变化影响小，可以提高良率。

附图说明

图1为现有可变频率振荡器的工作原理示意图；

图2为本发明数字控制的变频振荡器工作原理示意图；

图3为本发明数字控制的变频振荡器实施例一的示意图；

图4为本发明数字控制的变频振荡器实施例二的示意图；

图5为本发明数字控制的变频振荡器中第二电流控制单元的原理图；

图6为与图5对应的第二电流控制单元实施例的结构示意图；