[发明专利]控制范围宽阔的简单电压－电流转换电路

说明书

本发明涉及一种电压-电流转换电路，而且特别涉及一种适合于组装在锁相环路中的电压控制振荡器的简单电压-电流转换电路。

一项锁相环路的典型示例公开在未审查的日本专利公报申请号No．6-283994中，图1绘示出此锁相环路。此锁相环路包括一个相位频率检测器1、一供给泵2、一环路滤波器3、一电压控制振荡器4以及一分频器5。相位频率控制检测器1在图1中缩写成“PFD”。

相位频率检测器1有两个输入节点，低频振荡信号OSC1和时钟信号CLK1加在相位频率检测器1的两个输入节点上。相位频率检测器将低频振荡信号OSC1与时钟信号CLK1作比较，视其相互间的相位和频率是否匹配。若是低频振荡信号OSC1滞后于时钟信号CLK1，相位频率检测器1就向供给泵2提供一个表示加速振荡指令的第一控制信号CTL1。另一方面，若是低频振荡信号OSC1超前，相位频率检测器则向供给泵2提供一个表示减速振荡的相反指令的第二控制信号CTL2。

供给泵2有两个分别与相位频率检测器1的输出节点相连的控制节点，并对第一／第二控制信号CTL1／CTL2作出响应以改变控制电压信号CTL3。当由相位频率检测器1向供给泵2提供第一控制信号CTL1时，供给泵2提高控制电压信号CTL3的电平。另一方面，当第二控制信号CTL2到达供给泵2时，供给泵2就降低控制电压信号CTL3的电平。控制电压信号CTL3由供给泵2经环路滤波器3提供给电压控制振荡器4。

虽然在附图中未予表示，环路滤波器3包括一低通滤波器和一电容器，并使控制电压信号CTL3稳定。电压控制振荡器4对控制电压信号CTL3的电平作出响应改变振荡信号OSC2的频率，并将振荡信号OSC2提供给一内部电路(未示出)和分频器5。

分频器5将振荡器信号OSC2的频率降至1／n，并将低频振荡信号OSC1提供给相位频率检测器1。这样，锁相环路产生了与时钟信号CLK1同步的振荡信号OSC2，而且振荡信号OSC1的频率为时钟信号CLK1的n倍。

图2绘示电压控制振荡器4。电压控制振荡器4主要包含一电压-电流转换器4a和一电流控制振荡器4b。在图1和2中电流控制振荡器4b缩写成“ICO”，并由控制电压信号CTL3产生一偏流信号BS1。电流控制振荡器4b随偏流信号BS1而改变振荡信号OSC2的频率。

电压-电流转换器4a包括一连接在电源4d和地线GND之间的恒流源4c，在电源4f和恒流源4c之间连接一P沟道增强型场效应晶体管4e，并在输出节点4h和地线GND之间连接一n沟道增强型场效应晶体管4g。偏流信号BS1由输出节点提供给电流控制振荡器4b。

恒流电源4c包括连接在电源4d和地线GND之间的电阻4j和n沟道增强型场效应晶体管4k的一串连组合以及连接在输出节点4h和地线GND之间的一n沟道增强型场效应晶体管4m。n沟道增强型场效应晶体管4k的栅电极与它的漏节点N1相连，而漏节点N1又与n沟道增强型场效应晶体管4m的栅电极相连。电阻4j和n沟道增强型场效应晶体管4k由电源4d向地线GND流过恒定电流，并使漏节点N1调节至一确定的电压。将此确定的电压提供给n沟道增强型场效应晶体管4m的栅电极，并期望n沟道增强型场效应晶体管4m有流入地线GND的恒定电流I_c。

P沟道增强型场效应晶体管4e有与输出节点4h相连的栅电极，并按输出节点4h的电平变动沟道电导。P沟道增强型场效应晶体管4e向n沟道增强型场效应晶体管4g／4m提供电流，并产生偏流信号BS1。

将控制电压信号CTL3加在n沟道增强型场效应晶体管4g的栅电极上，并按照控制电压信号CTL3的幅度流过可变电流I_v。这样，电流(I_c+I_v)的总量就随控制电压信号CTL3而变动，电源电压线4f就向输出节点提供与电流I_c及电流I_v相等的电流。偏流信号BS1确定流经电流控制振荡器4b的一恒流源的电流量，电流控制振荡器4b与P沟道增强型场效应晶体管4e一起形成一电流镜像电路。电流控制振荡器4b在与通过电流源的电流量相当的频率处振荡。