[实用新型]一种低功耗高精度LC压控振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及振荡器技术领域，特别涉及一种低功耗高精度LC压控振荡器。

背景技术

目前，大部分无线射频通信的工作时钟由LC压控振荡器来提供。

下面结合附图介绍一下LC压控振荡器的工作原理。

参见图1，该图为现有技术中的LC压控振荡器等效示意图。

电感电容并联构成LC谐振电路的核心，如果LC谐振电路成为压控振荡器，就需要L和C必须可调。一般情况下，改变电路中电感的数值比较困难，因此一般实现LC谐振电路调谐的办法就是改变谐振电路中的电容值。常用的方法是使用变容二极管，因为变容二极管的容值会随着其控制电路的变化而变化。

图1所示的LC压控振荡器，包括电感L，和两个变容二极管D。

LC谐振电路的基本工作原理是存储与L中的磁场能力与存储于电容中的电场能量相互交换，从而在电容的两端产生交变电压。其谐振频率可以表示为：

ω0=1LC---(1)]]>

LC压控振荡器是通过改变公式（1）中的C变量，实现调频。LC压控振荡器中的变容二极管可以为反向二极管或MOS容抗管，通过改变变容二极管两端的控制电压VCTRL，可以改变变容二极管的电容值。

目前，常用的基于变容二极管压控振荡器，使用低功耗无源环路滤波器驱动压控振荡器。但是无源环路滤波器输出直接来控制LC谐振电路，LC谐振电路通过电容耦合振荡信号进入无源环路滤波器，这样将使无源环路滤波器的输出电压剧烈波动。

虽然，LC谐振频率的平均值对应无源环路滤波器输出电压平均值，但是无源环路滤波器输出电压的波动反过来会改变谐振电容值，进而噪声进入LC谐振频率。并且随着CMOS工艺技术的发展，电源电压下降，控制电压的取值范围也下降，导致对K_VCO的要求也越来越高。但是，很高时，控制线上的微小的电压扰动（例如噪声、耦合干扰等）都会引起振荡器输出频率很大的变化。

使用有源环路滤波器驱动LC压控振荡器时，压控振荡器控制信号端由闭环运算放大器低阻抗输出端驱动，这样耦合干扰会被闭环运算放大器衰减，LC压控振荡器控制信号端纹波可以做的很小，但是高阶有源环路滤波器需要数量很多的运算放大器，这样功耗将很高。

现有技术中还有一种LC压控振荡器，是使用数字调谐电路产生数字控制信号来代替电压控制信号，进而利用数字控制信号实现压控振荡器中电容值的调节。改变数字控制信号的值，便可以改变电容值，进而改变压控振荡器的谐振频率。

参见图2，该图为现有技术中基于数字调谐技术的压控振荡器的结构示意图。

图2所示的为由数字控制信号控制的压控振荡器。

从图2中可以看出，除了电感和电容以外，还包括开关管，图2中开关管以NMOS管为例进行介绍。

每个NMOS管与不同容值的电容串联。

数字控制信号添加在每个NMOS管的栅极，当数字控制信号的电平为高时，对应的NMOS管导通，与NMOS管串联的电容增加到LC谐振回路中。而当数字控制信号的电平为低时，NMOS管不导通，与NMOS管串联的电容对LC谐振回路不产生影响。

一般地，数字控制信号由电压控制信号来实现，改变数字控制信号的高低电平，便可以改变LC谐振回路中电容的值，这样可以改变压控振荡器的谐振频率。

基于数字调谐技术的压控振荡器虽然调谐范围宽，但是由于数字调谐只能分段控制，段与段之间存在盲区，因此整个调谐频带也存在盲区。

因此，现有技术中的基于数字调谐技术的压控振荡器存在盲区，而基于变容二极管的压控振荡器的功耗太高。

因此，如何提供一种低功耗的基于变容二极管的压控振荡器是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种低功耗高精度LC压控振荡器，能够提高LC压控振荡器的精度，并且功耗较低。

本实用新型实施例提供一种低功耗高精度LC压控振荡器，包括：电感、第一变容二极管、第二变容二极管和缓冲器；