[发明专利]一种延迟单元及包含该延迟单元的环形压控振荡器

说明书

本发明公开了一种延迟单元及包含该延迟单元的环形压控振荡器，其中延迟单元包括至少两个调整单元，各调整单元均调整管、第一MOS开关和第二MOS开关；电源正极依次通过第二MOS开关、第一MOS开关与调整管的栅极相连，调节电压输入端接入第一MOS开关与第二MOS开关之间；还包括第一开关电容、第二开关电容、由第一N型晶体管、第二N型晶体管、第一P型晶体管和第二P型晶体管连成的推挽输入对管，由第三N型晶体管、第四N型晶体管、第三P型晶体管和第四P型晶体管连成的锁存器；延迟单元的第一输入端接入第一P型晶体管的栅极和第一N型晶体管的栅极之间。本发明的增益可控，能够实现全摆幅输出，调谐范围宽，相位噪声特性好。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，特别涉及一种延迟单元及包含该延迟单元的环形压控振荡器。

背景技术

压控振荡器(VCO，Voltage Controlled Oscillator)是通信、电子等领域的一个重要单元，它的振荡频率可随外加控制电压变化而变化，被广泛应用于锁相环、时钟恢复以及频率综合等电路中，VCO已经成为影响整个系统性能的关键部件。

环形压控振荡器作为压控振荡器的一种，包括至少两个延迟单元，各延迟单元之间连成首尾相接的环形结构，可以通过调节振荡器中延迟单元的级数方便地获得不同相位的一系列时钟信号。

环形振荡器可以分为单端和差分两种结构，差分结构能够很好的抑制环境噪声，因此设计振荡器时很多情况下会选择差分结构。

在现有技术中，全差分结构的环形压控振荡器由于尾电流源的存在，使得电路达不到全摆幅输出，同时尾电流的存在会引入闪烁噪声，在低频时会恶化相位噪声，会影响振荡器低频时的相位噪声性能。

同时，为了控制环形压控振荡器的振荡频率，现有的做法是加入开关电容，这种办法虽然能够控制振荡频率、达到全摆幅输出，但这种控制方法的调谐范围比较小。

由于环形压控振荡器的增益与整个锁相环的传输函数息息相关，大的振荡器增益变化会导致锁相环传输函数发生大的变化，从而会使整个锁相环不稳定。在此背景下，本发明设计了一种延迟单元及包含该延迟单元的增益可控、能实现全摆幅输出、宽调谐范围、相位噪声特性好的环形压控振荡器。

发明内容

现有的全差分结构的环形压控振荡器由于尾电流源的存在，达不到全摆幅输出、同时低频相位噪声性能差，。本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种延迟单元及包含该延迟单元的增益可控、能实现全摆幅输出、宽调谐范围、相位噪声特性好的环形压控振荡器。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：