[发明专利]一种带有幅度检测的数控LC压控振荡器

摘要

本发明公开了一种带有幅度检测的LC压控振荡器，包括LC振荡器和振荡信号幅度检测单元。LC振荡器由LC频率谐振单元、电容阵列单元以及变容管阵列单元组成；输出幅度检测单元由一个带尾电流源的差分放大电路和一个带开关控制的传输门组成。LC压控振荡器产生高性能、低噪声的差分振荡信号，并且通过外部电路提供的数控信号改变带宽和压控增益。输出幅度检测单元接收振荡出的高频差分信号，输出该差分信号的最大值，该最大值减去直流偏置可得到振荡信号的幅度。本发明不仅能实现大的变容范围和高线性的压控增益，并能进一步判断电路能否正常振荡工作，得到高频振荡信号的幅度，解决了实时监测振荡电路与振荡信号的问题。

主权项

1.一种带有幅度检测的LC压控振荡器，其特征在于，包括LC振荡器和振荡信号幅度检测单元，所述的LC振荡器包括：LC频率谐振单元，通过振荡生成差分正弦信号；电容阵列单元，接收外部输入的n位电平信号用以选通内部固定电容对应的开关，将相应的固定电容并联至LC频率谐振单元的输出两端，从而调节LC压控振荡器的调谐范围即带宽；变容管阵列单元，接收外部输入的k位电平信号用以选通内部变容管电容对应的开关，将相应的变容管电容并联至LC频率谐振单元的输出两端，同时根据外加的控制电压VCTRL控制变容管的变容范围，从而调节LC压控振荡器的控制灵敏度即压控增益；所述的振荡信号幅度检测单元用于检测所述差分正弦信号的峰值，k和n均为大于1的自然数；所述的电容阵列单元由n个电容开关模块组成，其中第i个电容开关模块由2^i‑1个电容开关支路并联而成，i为自然数且2≤i≤n；第i个电容开关模块中的任一电容开关支路由三个NMOS管NM_i0～NM_i2和两个电容C_i0～C_i1组成，其中电容C_i0的一端作为电容开关支路的一并联端与LC频率谐振单元的一输出端相连，电容C_i1的一端作为电容开关支路的另一并联端与LC频率谐振单元的另一输出端相连，电容C_i0的另一端与NMOS管NM_i0的漏极以及NMOS管NM_i2的漏极相连，电容C_i1的另一端与NMOS管NM_i1的漏极以及NMOS管NM_i2的源极相连，NMOS管NM_i0的源极与NMOS管NM_i1的源极相连并接外部输入的第i位电平信号，NMOS管NM_i0的栅极和NMOS管NM_i1的栅极均接电源电压，NMOS管NM_i2的栅极接所述第i位电平信号对应的反相信号；所述的振荡信号幅度检测单元由九个PMOS管P₀～P₈、十一个NMOS管N₀～N₁₀、两个电容C₂～C₃和两个电阻R₀～R₁组成，其中PMOS管P₁～P₄和P₆的源极均接电源电压，电容C₂的一端与LC频率谐振单元的一输出端相连以接收一路差分正弦信号，电容C₃的一端与LC频率谐振单元的另一输出端相连以接收另一路差分正弦信号，电容C₂的另一端与电阻R₁的一端以及NMOS管N₃的栅极相连，电容C₃的另一端与电阻R₀的一端以及NMOS管N₂的栅极相连，电阻R₀的另一端与电阻R₁的另一端相连并接内部产生的偏置电压信号，PMOS管P₁的栅极与PMOS管P₂的栅极、PMOS管P₁的漏极、NMOS管N₃的漏极以及NMOS管N₂的漏极相连，PMOS管P₂的漏极与NMOS管N₄的漏极、NMOS管N₄的栅极、NMOS管N₅的漏极以及PMOS管P₅的源极相连，PMOS管P₃的栅极与PMOS管P₄的栅极、PMOS管P₃的漏极以及NMOS管N₉的漏极相连，PMOS管P₄的漏极与NMOS管N₁₀的漏极以及NMOS管N₁₀的栅极相连并产生所述偏置电压信号，PMOS管P₆的栅极与NMOS管N₅的栅极、NMOS管N₆的栅极以及NMOS管N₈的栅极相连并接外部提供的启动信号，PMOS管P₆的漏极与NMOS管N₆的漏极、NMOS管N₅的源极、NMOS管N₈的漏极以及PMOS管P₇的源极相连，NMOS管N₂的源极与NMOS管N₃的源极、NMOS管N₄的源极以及NMOS管N₁的漏极相连，PMOS管P₀的源极接外部提供的偏置电流，PMOS管P₀的栅极接所述启动信号对应的反相信号，PMOS管P₀的漏极与NMOS管N₀的漏极、NMOS管N₀的栅极、NMOS管N₁的栅极以及NMOS管N₉的栅极相连，PMOS管P₅的栅极与NMOS管N₇的栅极、PMOS管P₇的栅极以及PMOS管P₈的栅极相连并接所述启动信号对应的反相信号，PMOS管P₅的漏极与NMOS管N₆的源极、PMOS管P₇的漏极、NMOS管N₇的漏极以及PMOS管P₈的源极相连，PMOS管P₈的漏极与NMOS管N₈的源极相连并作为输出端以输出差分正弦信号的峰值，NMOS管N₀的源极与NMOS管N₁的源极、NMOS管N₉的源极、NMOS管N₁₀的源极以及NMOS管N₇的源极相连并接地。