[发明专利]自偏置振荡器

说明书

在本文描述了自偏置振荡器。自偏置振荡器包括：具有可调节电阻或电容的第一微分器，第一微分器具有输出节点和输入节点；以及具有可调节电阻或电容的第二微分器，第二微分器具有耦合到第一微分器的输出节点的输入节点并具有耦合到第一微分器的输入节点的输出节点。

背景技术

传统电压控制振荡器(VCO)展示了取决于被提供到VCO的电源水平的振荡频率。当电源水平增加时，振荡频率增加，因为形成VCO的延迟元件变得更快。同样，当电源水平降低时，振荡频率降低。这样的传统VCO展示可导致VCO的输出中的噪声/抖动的电源噪声敏感性。

附图说明

从下面给出的详细描述中和从本公开的各种实施例的附图中将更充分地理解本公开的实施例，然而这不应被理解为将本公开限制到特定的实施例，而是仅为了解释和理解。

图1是根据本公开的一个实施例的自偏置振荡器的高级电路。

图2是根据本公开的一个实施例的自偏置振荡器。

图3是根据本公开的一个实施例的自偏置振荡器的电压控制电阻设备。

图4是根据本公开的另一实施例的自偏置振荡器的电压控制电阻设备。

图5是根据本公开的一个实施例的自偏置振荡器的数字控制电阻设备。

图6是根据本公开的一个实施例的具有自偏置振荡器的锁相环路(PLL)。

图7是根据本公开的一个实施例的具有自偏置振荡器的数字锁相环路(DPLL)。

图8是根据本公开的一个实施例的包括具有自偏置振荡器的处理器的智能设备的系统级视图。

具体实施方式

传统电压控制振荡器(VCO)(例如基于反相器的环形振荡器、伪微分反相器环、自偏置电流模式逻辑(CML)环等)展示出对电源噪声的高敏感性。对电源噪声的高敏感性转换到在由VCO产生的振荡信号中的抖动和噪声。为了补偿电源噪声的高敏感性，传统振荡器在尺寸(W/L)上被制造得更大，从而导致较高的功耗和面积。

环形振荡器拓扑由于其大的频率调谐范围而常常用在锁相环路(PLL)中，然而当该环形振荡器拓扑涉及噪声抑制时具有差的性能(如电源抑制比所定义的)。自偏置微分环形振荡器具有比基于反相器的传统环形振荡器更好的噪声抑制，然而以相当大的功率/面积成本为代价。这些环形振荡器的差性能是因为这些振荡器的振荡频率(f_o)是其电源(Vcc)的直接函数。这样的传统振荡器的振荡频率(f_o)可被表示为：

其中，“N”是振荡器的延迟级的数量，且其中“I”是穿过振荡器的输出电容“C”的电流。上面的方程说明f_o与电源Vcc成反比。在电源Vcc上的任何噪声均可转换到在具有频率f_o的振荡信号上的抖动和噪声。

在本文讨论的自偏置振荡器提供比传统VCO更好的电源抑制，因为自偏置振荡器的输出的振荡频率不是自偏置振荡器的延迟元件或放大器的电源或增益的函数(或不是强函数)。在一个实施例中，自偏置振荡器被其反馈电阻器自偏置。本文讨论的自偏置振荡器比伪微分反相器环形振荡器或自偏置CML环形振荡器消耗少得多的功率，并比传统振荡器消耗更少的面积。自偏置振荡器可在包括模拟脉冲锁相环路和数字锁相环路的任何振荡器使用模型中使用。本文讨论的自偏置振荡器包括反相器、可变电阻和/或电容，这使设计简单且对加工技术是高度可升级的。本文讨论的实施例设想其它技术效果。

术语“标度(scaling)”在这里通常指将电路设计和布局从一种工艺技术转移到另一工艺技术。