[发明专利]电流型数控振荡器及相应的锁相环

说明书

本发明公开了一种电流型数控振荡器及相应的锁相环。该电流型数控振荡器包括：流控环形振荡器，包括用于粗调谐的电容阵列；电流镜模块，用于生成注入流控环形振荡器以实现细调谐的第一电流，所述第一电流为参考基准电流的2^N‑1‑k倍，其中，N、K为正整数。本发明通过改变流控环形振荡器的节点电容来完成一个大的频段的调谐，为粗调谐；通过电流镜模块改变注入流控环形振荡器的电流实现细调谐，粗调谐与细调谐相结合可实现更宽范围的调谐。

技术领域

本发明涉及一种电流型数控振荡器，同时也涉及包括该电流型数控振荡器的锁相环，属于电子振荡器技术领域。

背景技术

锁相环(Phase-Locked Loop，简写为PLL)是一种反馈控制电路，其利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，一般用于闭环跟踪电路。锁相环在无线通信、时钟生成以及时钟数据恢复等领域应用广泛。

数字锁相环作为锁相环的一种，在低压、工艺移植、受温度等环境影响等方面，相比模拟锁相环有很大优势。数控振荡器是数字锁相环的核心部件之一，其通过数控码的改变来完成频率的调谐。数控振荡器的一种实现方式是电流型数控振荡器，即通过改变注入数控振荡器的电流，影响其充放电时间来改变频率，因此频率调谐与电流有着高线性度的特征。但是，电流型数控振荡器受限于复制同一电流基准的电流镜复制精度的影响，很难做到宽调节范围的同时又实现很高的精度。

在专利号为ZL 201610125649.5的中国发明专利中，公开了一种采用叠层电流管的高精度数控环形振荡器，包括：细调阵列，包括多个阵列单元，每个阵列单元包括方向一致的多个阵列MOS管，所述阵列单元按照阵列MOS管的宽度W方向串联，按照所述阵列MOS管的长度L方向并联；与所述细调阵列并联的固定电流电路，能够在有限的最小电流下，实现更高的频率精度。该细调阵列的阵列单元经过了优化，可以使得电流变化的速率很快，即从输入电流控制码切换发生到输出电流变化完成经历的时间很短，使得振荡器满足工作在高速率下的要求。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种电流型数控振荡器。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种包括该电流型数控振荡器的锁相环。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种电流型数控振荡器，包括：

流控环形振荡器，包括用于粗调谐的电容阵列；

电流镜模块，用于生成注入所述流控环形振荡器以实现细调谐的第一电流，所述第一电流为参考基准电流的2^N-1-K倍，其中，N、K均为正整数。

其中较优地，所述电流镜模块，包括：镜像倍乘单元，用于实现所述参考基准电流的2^N-1倍复制输出；镜像缩减单元，用于实现所述参考基准电流2^-K倍复制输出。

其中较优地，所述镜像倍乘单元包括：N个沟道长度相等的第一MOS管，与N个第一MOS管一一对应的N个开关；所述N个第一MOS管的源级均通过各自对应的开关连接至电源电压端，其栅极相互连接并输入所述参考基准电流，其漏极相互连接并与所述电流镜模块的输出端相连。

其中较优地，所述镜像缩减单元包括：K个MOS管组；与K个MOS管组对应的K个开关；所述K个MOS管组中的每个包括M个相互串联的第二MOS管，M＝1,2……K，M为正整数。每个MOS管组中的第一个第二MOS管均通过对应的开关连接至电源电压端，除第一个之外的每个第二MOS管的源级均与同一MOS管组中的上一个第二MOS管的漏极相连接，每个MOS管组的最后一个的漏极相互连接并与所述电流镜模块的输出端相连，同一MOS管组的每个第二MOS管的栅极相互连接并输入所述参考基准电流。

其中较优地，各所述第二MOS管具有相等的沟道宽长比。