[发明专利]一种高频压控振荡器系统

说明书

本发明公开了一种高频压控振荡器系统，包括低频锁相环和环外压控振荡器，所述低频锁相环包括环内压控振荡器，所述环外压控振荡器与所述环内压控振荡器均由经所述低频锁相环锁定的控制电压控制，所述环外压控振荡器包括M个延时单元且M个所述延时单元级联后再输入输出相连接，所述环内压控振荡器包括N个所述延时单元且N个所述延时单元级联后再输入输出相连接，其中M＜N。本发明提供的高频压控振荡器系统，在可以输出稳定的输出频率和相位的基础上，避免了设计高频锁相环带来的复杂度高、功耗大等问题。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种高频压控振荡器系统。

背景技术

振荡器作为射频收发机通信电路中最关键的载波产生电路，其类型选择与性能优劣会直接影响到射频发射机与接收机的正常工作。常见的振荡器有三种：

1)晶体振荡器。晶体振荡器输出的频率精度高、稳定性好，通常用于通信系统中的频率发生器，为通信系统提供稳定的外部输入参考时钟频率。但是，目前晶体振荡器还无法在CMOS工艺中兼容，且成本较高。

2)LC振荡器。LC振荡器利用电感电容交叉耦合形成振荡回路，电容和电感虽然在目前的CMOS工艺中可以兼容，但是，电容和电感的引入提高了芯片的制程要求，制作成本较高，且设计复杂度较高。LC振荡器通常应用于一些对相位噪声等指标要求较高的射频通信系统中。

3)环形振荡器。环形振荡器是一种结构较为简单的振荡器，通常三个级联的CMOS反相器就能构成一个环形振荡器，它的振荡频率由数字逻辑门电路的固有传输延时决定，不需要电感元件，可采用纯数字CMOS工艺实现，集成度高，在芯片面积和成本方面极占优势。但环形振荡器在制作时由于门电路的延时会受工艺偏差以及外界环境温度的影响，使其噪声性能较差，振荡频率难以控制，因此目前环形振荡器在射频通信系统中应用较少。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高频压控振荡器系统，在可以输出稳定的输出频率和相位的基础上，避免了设计高频锁相环带来的复杂度高、功耗大等问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种高频压控振荡器系统，包括低频锁相环和环外压控振荡器，所述低频锁相环包括环内压控振荡器，所述环外压控振荡器与所述环内压控振荡器均由经所述低频锁相环锁定的控制电压控制，所述环外压控振荡器包括M个延时单元且M个所述延时单元级联后再输入输出相连接，所述环内压控振荡器包括N个所述延时单元且N个所述延时单元级联后再输入输出相连接，其中M＜N。

优选地，所述延时单元由Q个CMOS反相器级联形成，其中Q为奇数，且Q≥3。

优选地，所述CMOS反相器包括一个用于控制延时的NMOS管和一个输入控制端以形成可控延时反相器。

优选地，所述低频锁相环还包括分频器、鉴频鉴相器和电荷泵，所述分频器连接在所述环内压控振荡器的输出端以用于将所述环内压控振荡器的输出信号的频率进行分频得到分频后的所述环内压控振荡器的输出信号的频率，所述鉴频鉴相器连接在所述分频器的输出端以用于将分频后的所述环内压控振荡器的输出信号的频率与一外部晶振输入的参考频率进行比较并得到相频偏差，所述电荷泵连接在所述鉴频鉴相器的输出端以用于将所述相频偏差转换成电流并形成所述控制电压。

优选地，所述低频锁相环还包括环路低通滤波器，所述环路低通滤波器连接在所述电荷泵的输出端，以将所述电荷泵转换的电流进行充放电形成所述控制电压。