[发明专利]一种压控振荡器及其输出频率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，更具体地说，涉及一种压控振荡器及其输出频率控制方法。

背景技术

随着通信电子领域的迅速发展，对电子设备的性能要求越来越高，尤其是对像振荡器等这种基础部件的要求更是如此。振荡器是许多电子系统的组成部分，应用范围从微处理器中的时钟产生到蜂窝电话中的载波合成。

VCO（Voltage-Controlled Oscillator,压控振荡器)的输出频率与输入控制电压有对应关系，压控振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制，其输出频率是其输入电压的线性函数。发明人发现，在实际应用过程中，压控振荡器的输出频率不稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种压控振荡器及其输出频率控制方法，在现有的VCO基础上，增加PTD（Process/Temperature Decoder，状态检测电路）以及DAC（Digital to Analog Converter，数字模拟转换器）两个部分，使VCO的输出频率稳定。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压控振荡器，包括：状态检测电路、数字模拟转换器、振荡电路，其中：

所述状态检测电路用于检测压控振荡器的工艺角以及所述压控振荡器所在环境的温度信息，并根据所述工艺角以及所述温度信息生成校调信息，将所述校调信息编译为数字校调信息；

所述数字模拟转换器用于将所述数字校调信息转换为模拟电压；

所述振荡电路用于将所述模拟电压作为控制电压，控制输出频率保持在额定频率范围。

其中，所述状态检测电路包括：第一电流源、第二电流源、第一PMOS管、第一NMOS管、电压-电流转换器、电流比较器、锁存器组、校调信息译码器，其中：

所述第一电流源和所述第二电流源的电流值相等；

所述第一电流源与所述第一PMOS管的源极相连，所述第一PMOS管的栅极与漏极连接接地端，所述第一PMOS管源极的电压作为第一电压；

所述电压-电流转换器的输入端与所述第一PMOS管的源极相连，用于将所述第一电压转换为第一电流；

所述第二电流源与所述第一NMOS管的漏极相连，所述第一NMOS管的源极连接接地端，所述第一NMOS管漏极和栅极相连，所述第一NMOS管的漏极电流作为第二电流；

所述电流比较器的第一输入端与所述电压-电流转换器的输出端相连，所述电流比较器的第二输入端与所述第一NMOS管的栅极相连，用于将所述第一电流进行比例镜像，得到n个与所述第一电流成比例的第一镜像电流，以及将所述第二电流进行比例镜像，得到的n个与所述第二电流成比例的第二镜像电流，并将n个所述第一镜像电流与n个所述第二镜像电流中对应的第二镜像电流进行比较，得到n个比较结果输出至所述电流比较器的n个输出端得到校调信息；

所述锁存器组的n个输入端与所述电流比较器的n个输出端对应相连，用于将所述校调信息进行锁存；

所述校调信息译码器输入端与所述锁存器组的输出端相连，用于将所述校调信息编译为数字校调信息。

所述数字校调信息为并行二进制信号。

所述电压-电流转换器包括：第二PMOS管、第二NMOS管，其中：

所述第二NMOS管的栅极是所述电压-电流转换器的输入端，所述第二NMOS管的源极连接接地端，所述第二NMOS管的漏极与所述第二PMOS管的栅极相连；

所述第二PMOS管的源极连接电源，所述第二PMOS管的栅极与所述第二PMOS管的漏极相连，且所述第二PMOS管的栅极是所述电压-电流转换器的输出端。

所述电流比较器包括：n个PMOS管、n个NMOS管，n为大于2的整数，其中：

所述n个PMOS管的源极均连接电源，所述n个PMOS管的栅极相连作为电流比较器的第一输入端，用于将接收到的所述第一电流进行比例镜像，得到n个与所述第一电流成比例的第一镜像电流；

所述n个NMOS管的源极均连接接地端，所述n个NMOS管的栅极相连作为所述电流比较器的第二输入端，用于将所述第一NMOS管中的第二电流进行比例镜像，得到的n个与所述第二电流成比例的第二镜像电流；

所述n个PMOS管的漏极分别与所述n个NMOS管中对应的NMOS管的漏极相连作为所述电流比较器的n个输出端。

优选的，所述振荡电路为3级环形压控振荡电路。

一种压控振荡器输出频率控制方法，应用于压控振荡器，该方法包括步骤：