CN107979371A - 一种锁相环及其压控振荡器 - Google Patents

一种锁相环及其压控振荡器 Download PDF

Info

Publication number
CN107979371A
CN107979371A CN201711457844.9A CN201711457844A CN107979371A CN 107979371 A CN107979371 A CN 107979371A CN 201711457844 A CN201711457844 A CN 201711457844A CN 107979371 A CN107979371 A CN 107979371A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
switch element
module
electric current
controlled oscillator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711457844.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107979371B (zh
Inventor
吴启明
林晓志
王运峰
周强
周奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai First Semiconductor Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai First Semiconductor Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai First Semiconductor Technology Co Ltd filed Critical Shanghai First Semiconductor Technology Co Ltd
Priority to CN201711457844.9A priority Critical patent/CN107979371B/zh
Publication of CN107979371A publication Critical patent/CN107979371A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107979371B publication Critical patent/CN107979371B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08—Details of the phase-locked loop
    • H03L7/099—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
    • H03L7/0995—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop the oscillator comprising a ring oscillator
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08—Details of the phase-locked loop
    • H03L7/14—Details of the phase-locked loop for assuring constant frequency when supply or correction voltages fail or are interrupted
    • H03L7/143—Details of the phase-locked loop for assuring constant frequency when supply or correction voltages fail or are interrupted by switching the reference signal of the phase-locked loop
    • H03L7/145—Details of the phase-locked loop for assuring constant frequency when supply or correction voltages fail or are interrupted by switching the reference signal of the phase-locked loop the switched reference signal being derived from the controlled oscillator output signal

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

本发明属于通信技术领域，提供了一种锁相环及其压控振荡器。在本发明中，通过采用包括电压电流转换模块、电压调整模块、镜像模块、电源模块以及环形振荡器的压控振荡器，使得电压电流转换模块根据控制电压输出第一电流与第二电流，镜像模块根据第一电流与供电电压生成电源电压，电源电压与供电电压的差值小于预设阈值，电压调整模块根据参考电压对电源电压进行稳压与降噪处理，电源模块接收第二电流，根据第二电流生成第三电流，并根据处理后的电源电压向环形振荡器提供工作电压，以便环形振荡器在工作电压的作用下根据第三电流控制时钟信号的频率。本发明提供的压控振荡器可在低供电电压下工作，并且具有大带宽电源抑制能力。

Description

一种锁相环及其压控振荡器
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种锁相环及其压控振荡器。
背景技术
作为高速通信***中不可缺少的部分，锁相环主要为高速通信***提供合适的时钟频率，而压控振荡器作为锁相环中的重要模块，其性能的好坏，往往涉及到锁相环设计的成败。
目前，由于随着时钟频率变得越来越高，***对锁相环的噪声性能要求变高，因此，***的电源噪声作为压控振荡器性能的重要影响因素，使得如何在一个较大的带宽内，特别是中高频下，设计一种具有较高电源抑制能力的压控振荡器，显得尤为重要；此外，随着芯片制程的特征尺寸的缩减，芯片的供电电源电压随之相应的降低，电路设计的天花板效应(headroom)对每位电路设计者带来一个较大的挑战。综上所述，如何在低电源电压下设计一个具有大带宽电源抑制能力的压控振荡器是业界的一个挑战。
故，有必要提供一种技术方案，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锁相环及其压控振荡器，其可在低供电电压下工作，并且具有大带宽电源抑制能力。
本发明是这样实现的，一种压控振荡器，所述压控振荡器包括：
电压电流转换模块，用于接收控制电压，并根据所述控制电压输出第一电流与第二电流；
镜像模块，与所述电压电流转换模块连接，用于接收供电电压，并根据所述第一电流与所述供电电压生成电源电压；其中，所述电源电压与所述供电电压的差值小于预设阈值；
电压调整模块，与所述镜像模块连接，用于接收参考电压，并根据所述参考电压对所述电源电压进行稳压与降噪处理；
电源模块，与所述镜像模块以及所述电压调整模块连接，用于接收所述第二电流，并根据所述第二电流生成第三电流，且根据处理后的电源电压生成工作电压；
环形振荡器，与所述电源模块连接，用于在所述工作电压的作用下工作，并根据所述第三电流控制输出的时钟信号的频率。
本发明的另一目的在于提供一种锁相环，所述锁相环包括上述的压控振荡器。
在本发明中，通过采用包括电压电流转换模块、电压调整模块、镜像模块、电源模块以及环形振荡器的压控振荡器，使得电压电流转换模块根据控制电压输出第一电流与第二电流，镜像模块根据第一电流与供电电压生成电源电压，电源电压与供电电压的差值小于预设阈值，电压调整模块根据参考电压对电源电压进行稳压与降噪处理，电源模块根据第二电流生成第三电流，且根据处理后的电源电压向环形振荡器提供工作电压，以便环形振荡器在工作电压的作用下根据第三电流控制时钟信号的频率，由于环形振荡器的工作电压是根据电源电压得到的，而电源电压在供电电压发生较大的波动时，其也会保持稳定，并且当供电电压较小时，电源电源也可保证环形振荡器工作，因此，本发明提供的压控振荡器可在低供电电压下工作，并且具有大带宽电源抑制能力。
附图说明
图1是本发明一实施例所提供的压控振荡器的模块结构示意图；
图2是本发明另一实施例所提供的压控振荡器的模块结构示意图；
图3是本发明一实施例所提供的压控振荡器的电路结构示意图；
图4是本发明一实施例所提供的压控振荡器中的电压调整模块的等效电路示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：
图1示出了本发明一实施例所提供的压控振荡器10的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
如图1所示，本发明实施例所提供的压控振荡器10包括：电压电流转换模块100、电压调整模块101、镜像模块102、电源模块103以及环形振荡器104。
其中，电压电流转换模块1接收控制电压Vctrl，镜像模块102与电压电流转换模块100连接，电压调整模块101与镜像模块102连接，电源模块103与镜像模块102以及电压调整模块101连接，环形振荡器104与电源模块103连接。
具体的，电压电流转换模块100的输入端接收控制电压Vctrl，电压电流转换模块100的第一输出端与镜像模块102的第一输入端连接，电压电流转换模块100的第二输出端与电源模块103的第一输入端连接，镜像模块102的第二输入端接收供电电压VDD，镜像模块102的输出端与电压调整模块101的第一输入端以及电源模块103的第二输入端共接，电压调整模块101的第二输入端接收参考电压Vref，电压调整模块101的输出端接地，电源模块103的输出端与环形振荡器104的输入端连接，环形振荡器104的输出端输出时钟信号Clock。
进一步的，电压电流转换模块100根据控制电压Vctrl输出第一电流I0与第二电流I1；镜像模块102根据第一电流I0与供电电压VDD生成电源电压Vrg，电源电压Vrg与供电电压VDD的差值小于预设阈值；电压调整模块101根据参考电压Vref对电源电压Vrg进行稳压与降噪处理；电源模块103接收第二电流I1，根据第二电流I1生成第三电流I4，并根据处理后的电源电压Vrg生成工作电压Vro，且将工作电压Vro输出至环形振荡器104，环形振荡器104在工作电压Vro的作用下工作，并根据第三电流I4控制时钟信号Clock的频率。
其中，在本发明实施例中，电压电流转换模块100可以采用现有的电压与电流转换电路实现，此处不再赘述；此外，预设阈值指的是在电路设计过程中供电电压VDD与电源电压Vrg之间的差值不可大于该值的数值，例如，若供电电压VDD为1.0V，电源电压Vrg为0.9V，则预设阈值最大为0.1V。
由于现有技术中芯片制程中特征尺寸的缩减使得芯片的供电电压相应的降低，从而引起电路设计过程中的天花板效应，因此，本发明提供的压控振荡器10使得供电电压VDD与电源电压Vrg之间的差值小于预定的预设阈值，从而保证电源电压Vrg不会过低，进而使得根据电源电压Vrg得到的工作电压Vro可以保证环形振荡器104的正常工作，进而使得压控振荡器10在低电压下也可以工作，消除了电路的天花板效应。
此外，电压调整模块101根据参考电压Vref对电源电压Vrg进行稳压与降噪处理，使得即使供电电压VDD发生大的波动，电源电压Vrg也可以稳定在一个定值，不会因为供电电压VDD的波动而发生波动，并且电源电压Vrg具有很好的噪声抑制能力，进而使得本发明实施例提供的压控振荡器10具有较好的电源抑制能力。
进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图3所示，镜像模块102包括：第一开关元件PM0、低通滤波器102a以及第二开关元件PM1。
其中，第一开关元件PM0的输入端与第二开关元件PM1的输入端共接，并接收供电电压VDD，也就是说，第一开关元件PM0的输入端与第二开关元件PM1的输入端共接形成镜像模块102的第二输入端，第一开关元件PM0的输出端与电压电流调整模块100连接，也就是说，第一开关元件PM0的输出端为镜像模块102的第一输入端，并且第一开关元件PM0的输出端与第一开关元件PM0的控制端以及低通滤波器102a的输入端共接，低通滤波器102a的输出端与第二开关元件PM1的控制端连接，第二开关元件PM1的输出端与电压调整模块101以及电源模块101连接，也就是说，第二开关元件PM1的输出端为镜像模块102的输出端。
具体实施时，第一开关元件PM0与第二开关元件PM1均采用P型MOS晶体管实现，该P型MOS晶体管的栅极、源极以及漏极分别为第一开关元件PM0与第二开关元件PM1的控制端、输入端以及输出端；需要说明的是，在本发明其他实施例中，第一开关元件PM0与第二开关元件PM1也可采用其他开关器件实现，例如P型三极管等。
进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图2所示，电压调整模块101包括：分压单元101a、放大单元101b以及开关单元101c。
其中，分压单元101a的输入端与开关单元101c的输入端共接，并且与镜像模块102以及电源模块103连接，也就是说，分压单元101a的输入端与开关单元101c的输入端共接形成电压调整模块101的第一输入端；分压单元101a的输出端与放大单元101b的第一输入端连接，放大单元101b的第二输入端接收参考电压Vref，也就是说，放大单元101b的第二输入端为电压调整模块101的第二输入端；放大单元101b的输出端与开关单元101c的控制端连接，开关单元101c的输出端接地，也就是说，开关单元101c的输出端为电压调整模块101的输出端。
具体的，分压单元101a对电源电压Vrg进行分压，以生成分压电压Vfb；放大单元101b根据分压电压Vfb与参考电压Vref控制开关单元101c对电源电压Vrg进行稳压与降噪处理。
进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图3所述，电压调整模块101还包括基准电压产生电路101d，该基准电压产生电路101d主要用于产生参考电压Vref，其具体结构和工作原理可参考现有的基准电压电路，此处不再赘述。
进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图3所示，分压单元101a包括：第一分压电阻R1与第二分压电阻R2。
其中，第一分压电阻R1的第一端为分压单元101a的输入端，第一分压电阻R1的第二端与第二分压电阻R2的第二端共接形成分压单元101a的输出端，第二分压电阻R2的第二端接地。
进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图3所示，放大单元101b包括放大器AP，放大器AP的负相输入端为放大单元101b的第一输入端，放大器AP的正相输入端为放大单元101b的第二输入端，放大器AP的输出端为放大单元101b的输出端。
进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图3所示，开关单元101c包括第三开关元件PM2，第三开关元件PM2的控制端为开关单元101c的控制端，第三开关元件PM2的输入端为开关单元101c的输入端，第三开关元件PM2的输出端为开关单元101c的输出端。
具体实施时，第三开关元件PM2采用P型MOS晶体管实现，该P型MOS晶体管的栅极、源极以及漏极分别为第三开关元件PM2的控制端、输入端以及输出端；需要说明的是，在本发明其他实施例中，第三开关元件PM2也可采用其他开关器件实现，例如P型三极管等。
进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图3所示，电源模块103包括：第四开关元件PM3与第五开关元件PM4。
其中，第四开关元件PM3的输入端与第五开关元件PM4的输入端共接形成电源模块103的第二输入端，第四开关元件PM3的输出端为电源模块103的第一输入端，并且第四开关元件PM3的控制端与第四开关元件PM3的输出端以及第五开关元件PM4的控制端共接，第五开关元件PM4的输出端为电源模块103的输出端。
具体实施时，第四开关元件PM3与第五开关元件PM4均采用P型MOS晶体管实现，该P型MOS晶体管的栅极、源极以及漏极分别为第四开关元件PM3与第五开关元件PM4的控制端、输入端以及输出端；需要说明的是，在本发明其他实施例中，第四开关元件PM3与第五开关元件PM4也可采用其他开关器件实现，例如P型三极管等。
下面以图3所示的电路为例对本发明所提供的压控振荡器10的工作原理作具体说明，详述如下：
如图3所示，作为压控振荡器10的一个电压输入，控制电压Vctrl输入至电压电流转换模块100后，电压电流转换模块100根据根据该控制电压Vctrl输出两路电流，一路电流为第一电流I0，另一路电流为第二电流I1，并且第一电流I0和第二电流I1可以分别采用公式(1)，(2)进行表示，具体的：
I0＝KV_I0*Vctrl (1)；
I1＝KV_I1*Vctrl (2)；
其中，I0为第一电流I0的电流值，Vctrl为控制电压Vctrl的电压值，KV_I0为电压电流转换模块100在将控制电压Vctrl转换为第一电流I0时的转化系数，其可根据需要进行设置；I1为第二电流I1的电流值，KV_I1为电压电流转换模块100在将控制电压Vctrl转换为第二电流I1时的转化系数，其可根据需要进行设置。
当电压电流转换模块100输出第一电流I0后，第一开关元件PM0在该第一电流I0的作用下在其栅极产生一个电压Vg0，该电压Vg0与第一电流I0之间的关系可采用公式(3)进行表示；其中，Gm0为第一开关元件PM0的跨导，Vg0为电压Vg0的电压值。
该电压Vg0作为低通滤波器102a的输入，在经过低通滤波器102a之后输出电压Vg1，该电压Vg1相较于电压Vg0去除了交流成分以及尖峰杂波信号，并且电压Vg1和电压Vg0的关系可由公式(4)进行表示；其中，Vg1为电压Vg1的电压值，Hlpf为低通滤波器102a的增益值。
Vg1＝Vg0*Hlpf (4)；
电压Vg1作为第二开关元件PM1的控制电压，即第二开关元件PM2的栅极电压，使得第二开关元件PM1在该电压Vg1的作用下输出第四电流I2，该第四电流I2为第二开关元件PM1沟道内产生的电流，并且第四电流I2和电压Vg1的关系可以采用公式(5)进行表示；其中，I2为第四电流I2的电流值，Gm1为第二开关元件PM1的跨导。
I2＝Vg1*Gm1 (5)；
综合公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)以及公式(5)便可得到第四电流I2和控制电压Vctrl的关系，其可采用公式(6)进行表示。
从公式(6)可以看出，第二开关元件PM1输出的第四电流I2与控制电压Vctrl成一定比例。
当电压电流转换模块100输出第二电流I1后，第四开关元件PM3流过的电流即为该第二电流I1，而第五开关元件PM4根据第四开关元件PM3流过的第二电流I1产生第三电流I4，该第三电流I4为第五开关元件PM4的沟道电流，其与第二电流I1的关系可采用公式(7)进行表示；其中，I4为第三电流I4的电流值，I1为第二电流I1的电流值，Gm4为第五开关元件PM4的跨导，Gm3为第四开关元件PM3的跨导。
结合公式(2)和公式(7)可知，第三电流I4的表达式可采用公式(8)进行表示。
结合图3以及公式(6)和公式(8)可知，适当的设置的值与的值，可以使得第四电流I2大于电流I5，第二电流I1以及第三电流I4的总和，并且在分压电阻R1、分压电阻R0，放大器AP和以及第三开关元件PM2组成的反馈环路的作用下，第四电流I2和电流I5、电流I3，第二电流I1以及第三电流I4达到一个平衡，进而使得压控振荡器10可正常工作。
此外，第三电流I4作为环形振荡器104的输入，当环形振荡器104在工作电压Vro的作用下工作时，环形振荡器104可根据第三电流I4对输出的时钟信号Clock的频率进行调节，使得环形振荡器104输出的频率可满足压控振荡器10的需求，进而满足锁相环的要求，具体调节过程可参考公式(9)；其中，fclock为时钟信号Clock的频率，KICO为频率电流增益。
fclock＝KICO*I4 (9)；
请再次参考图3，从图3中可以看出，当第二开关元件PM1在电压Vg1作用下输出第四电流I2后，第二开关元件PM1的漏极在该第四电流I2和供电电压VDD的作用下输出电源电压Vrg。
为了保证第二开关元件PM1正常工作，第二开关元件PM1的源-漏极需要一个电压Vds_PM1，该电压需要大于第二开关元件PM1的饱和电压Vdsat_PM1，以此保证第二开关元件PM1的漏极具有较高的输出阻抗。由于饱和电压Vdsat_PM1是一个小数值，例如100mV，因此，第二开关元件PM1的源漏极压降具有比较小的优势，即，使得电源电压Vrg与供电电压VDD之间的差值很小，如此对供电电压VDD的天花板效应(headroom)不会带来大的负担，可有效保证压控振荡器10在供电电压VDD比较低的时候工作。
进一步的，基准电压产生电路101d输出参考电压Vref。该参考电压Vref为放大器AP的负相输入，而放大器AP的正相输入为第一分压电阻R0与第二电阻R2对电源电压Vrg分压所得到的分压电压Vfb。由于放大器AP在参考电压Vref等于分压电压Vfb时工作，因此，当参考电压Vref等于分压电压Vfb时，放大器AP可输出控制信号控制第三开关元件PM2，从而使得第三开关元件PM2对电源电压Vrg进行稳压。
此外，由于分压电压Vfb为第一分压电阻R0与第二电阻R2对电源电压Vrg分压所得到的电压，因此，当参考电压Vref等于分压电压Vfb时，电源电压Vrg可采用公式(10)进行表示；其中，Vrg_DC为电源电压Vrg的电压值，Vref为参考电压Vref的电压值，R1为第二分压电阻R1的电阻值，R0为第一分压电阻R0的电阻值。
从公式(10)和图3可以看出，电源电压Vrg在第二分压电阻R1、第一分压电阻R0、放大器AP以及第三开关元件PM2组成的反馈环路的作用下，形成一个低阻节点，该节点的电压Vrg可在反馈环路的作用下保持稳定。
进一步的，由于供电电压VDD中含有噪声信号，为了使得该噪声信号对压控振荡器10无影响，因此，需要环形振荡器104的工作电压Vro的节点具有较强的电源抑制能力，而由于环形振荡器104的工作电压Vro是根据电源电压Vrg得到的，因此，可以根据电源电压Vrg节点的电源抑制能力对工作电压Vro节点的电源抑制能力进行推导与说明。
具体的，如图3所示，在电源电压Vrg的电压节点，将向电源方向看进去的阻抗记为Ri1，向地方向看进去的阻抗记为Ri2；而在工作电压Vro的电压节点，将向电源方向看进去的阻抗记为Ri3，向地方向看进去的阻抗记为Ri4。根据图3所示的电路可知，电源电压vrg的电压节点的电源抑制比为：
其中，PSRRVrg为电源电压Vrg的电压节点的电源抑制比值，Ri1为阻抗Ri1的值，Ri2为阻抗Ri2的值，而由于通常Ri1远大于Ri2，因此，电源电压Vrg的电压节点的电源抑制比也可由公式(12)表示。
此外，根据图3所示的电路可知，工作电压Vro的电压节点的电源抑制比为：
其中，Ri4为阻抗Ri4的值，Ri3为阻抗Ri3的值，并且Ri3与Ri4之和远大于Ri2，Ri3远大于Ri4。
进一步的，阻抗Ri1的值Ri1等于第二开关元件PM1的漏极饱和电阻的值Ro1，阻抗Ri3的值Ri3等于第五开关元件PM4的漏极饱和电阻的值Ro4，阻抗Ri4的值Ri4等于环形振荡器104的等效输入阻抗的值Rosc，而阻抗Ri2的值Ri2可参考如下计算过程。
具体的，如图4所示，在电源电压Vrg的电压节点相当于施加一个电压源，该电压源的电压变化为ΔV，电流变化为ΔI，则其中，ΔV为电压变化值，ΔI为电流变化值，而由于其中，Gop为放大器AP的增益Gop的值，则将Ri1、Ri2、Ri3以及Ri4的表达式代入公式(13)可以得到公式(14)：
由于放大器AP的增益在带宽内保持一个恒定的增益，其在频率高于带宽的时候，增益会降低，因此，当频率比较低，则放大器AP的增益Gop的值Gop比较大，此时远远大于1，那么：
当放大器AP的增益Gop的值Gop逐渐降低，直至Gop为0，那么：
由于gm2*Ro1*Ro4是一个比较大的值，而Rosc是一个比较小的值，因此，从公式(15)和公式(16)可以看出，工作电压Vro的电压节点仍然可以保持比较小的电源抑制比，而由于电源抑制比指的是供电电源电压的早噪声在某一电压节点引起的噪声增益，因此，该值越小则表明电压节点的电源抑制能力越好，也就是说，不管频率高低，本发明提供的压控振荡器10都具有很好的电源抑制能力。
进一步地，本发明还提供了一种锁相环，该锁相环包括压控振荡器10。需要说明的是，由于本发明实施例所提供的锁相环的压控振荡器10和图1至图4所的压控振荡器10相同，因此，本发明实施例所提供的锁相环中的压控振荡器10的具体工作原理，可参考前述关于图1至图4的详细描述，此处不再赘述。
在本发明中，通过采用包括电压电流转换模块、电压调整模块、镜像模块、电源模块以及环形振荡器的压控振荡器，使得电压电流转换模块根据控制电压输出第一电流与第二电流，镜像模块根据第一电流与供电电压生成电源电压，电源电压与供电电压的差值小于预设阈值，电压调整模块根据参考电压对电源电压进行稳压与降噪处理，电源模块根据第二电流生成第三电流，并根据处理后的电源电压向环形振荡器提供工作电压，以便环形振荡器在工作电压的作用下根据第三电流控制时钟信号的频率，由于环形振荡器的工作电压是根据电源电压得到的，而电源电压在供电电压发生较大的波动时，其也会保持稳定，并且当供电电压较小时，电源电源也可保证环形振荡器工作，因此，本发明提供的压控振荡器可在低供电电压下工作，并且具有大带宽电源抑制能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压控振荡器，其特征在于，所述压控振荡器包括：
电压电流转换模块，用于接收控制电压，并根据所述控制电压输出第一电流与第二电流；
镜像模块，与所述电压电流转换模块连接，用于接收供电电压，并根据所述第一电流与所述供电电压生成电源电压；其中，所述电源电压与所述供电电压的差值小于预设阈值；
电压调整模块，与所述镜像模块连接，用于接收参考电压，并根据所述参考电压对所述电源电压进行稳压与降噪处理；
电源模块，与所述镜像模块以及所述电压调整模块连接，用于接收所述第二电流，并根据所述第二电流生成第三电流，且根据处理后的电源电压生成工作电压；
环形振荡器，与所述电源模块连接，用于在所述工作电压的作用下工作，并根据所述第三电流控制输出的时钟信号的频率。
2.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，所述镜像模块包括：
第一开关元件、低通滤波器以及第二开关元件；
所述第一开关元件的输入端与所述第二开关元件的输入端共接，并接收所述供电电压，所述第一开关元件的输出端与所述电压电流转换模块连接，并且所述第一开关元件的输出端与所述第一开关元件的控制端以及所述低通滤波器的输入端共接，所述低通滤波器的输出端与所述第二开关元件的控制端连接，所述第二开关元件的输出端与所述电压调整模块以及所述电源模块连接。
3.根据权利要求2所述的压控振荡器，其特征在于，所述第一开关元件与所述第二开关元件均为P型MOS晶体管。
4.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，所述电压调整模块包括：
分压单元、放大单元以及开关单元；
所述分压单元的输入端与所述开关单元的输入端共接，并且与所述镜像模块以及所述电源模块连接，所述分压单元的输出端与所述放大单元的第一输入端连接，所述放大单元的第二输入端接收所述参考电压，所述放大单元的输出端与所述开关单元的控制端连接，所述开关单元的输出端接地；
所述分压单元对所述电源电压进行分压，以生成分压电压；所述放大单元根据所述分压电压与所述参考电压控制所述开关单元对所述电源电压进行稳压与降噪处理。
5.根据权利要求4所述的压控振荡器，其特征在于，所述分压单元包括：
第一分压电阻与第二分压电阻；
所述第一分压电阻的第一端为所述分压单元的输入端，所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第二端共接形成所述分压单元的输出端，所述第二分压电阻的第二端接地。
6.根据权利要求4所述的压控振荡器，其特征在于，所述放大单元包括放大器，所述放大器的负相输入端为所述放大单元的第一输入端，所述放大器的正相输入端为所述放大单元的第二输入端，所述放大器的输出端为所述放大单元的输出端。
7.根据权利要求4所述的压控振荡器，其特征在于，所述开关单元包括第三开关元件，所述第三开关元件的控制端为所述开关单元的控制端，所述第三开关元件的输入端为所述开关单元的输入端，所述第三开关元件的输出端为所述开关单元的输出端。
8.根据权利要求7所述的压控振荡器，其特征在于，所述第三开关元件为P型MOS晶体管。
9.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，所述电源模块包括：
第四开关元件与第五开关元件；
所述第四开关元件的输入端与所述第五开关元件的输入端共接，并且与所述镜像模块以及所述电压调整模块连接，所述第四开关元件的输出端接收所述第二电流，并且所述第四开关元件的控制端与所述第四开关元件的输出端以及所述第五开关元件的控制端共接，所述第五开关元件的输出端与所述环形振荡器连接，并输出所述工作电压与所述第三电流。
10.一种锁相环，其特征在于，所述锁相环包括如权利要求1至9任一项所述的压控振荡器。
CN201711457844.9A 2017-12-28 2017-12-28 一种锁相环及其压控振荡器 Active CN107979371B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711457844.9A CN107979371B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种锁相环及其压控振荡器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711457844.9A CN107979371B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种锁相环及其压控振荡器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107979371A true CN107979371A (zh) 2018-05-01
CN107979371B CN107979371B (zh) 2024-03-22

Family

ID=62008139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711457844.9A Active CN107979371B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种锁相环及其压控振荡器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107979371B (zh)

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246294B1 (en) * 1999-02-12 2001-06-12 Fujitsu Limited Supply noise immunity low-jitter voltage-controlled oscillator design
KR20020025663A (ko) * 2000-09-29 2002-04-04 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 넓은 출력 주파수 범위를 갖는 전압 제어 발진 회로 및그것을 구비하는 위상 동기 루프 회로
CN1879290A (zh) * 2003-10-07 2006-12-13 模拟装置公司 具有改进的相位噪声的压控振荡器
CN101127525A (zh) * 2007-09-07 2008-02-20 华为技术有限公司 一种偏置电路以及压控振荡器
US20100060364A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-11 Wei-Cheng Lin Programmable voltage-controlled oscillator
CN102035547A (zh) * 2010-12-06 2011-04-27 上海集成电路研发中心有限公司 电压电流转换器
CN102545780A (zh) * 2010-12-23 2012-07-04 鼎亿数码科技(上海)有限公司 压控振荡器的偏置电路
CN102571082A (zh) * 2012-03-22 2012-07-11 秉亮科技（苏州）有限公司 动态补偿压控振荡器中v2i管栅极漏电的锁相环
CN202998064U (zh) * 2012-12-28 2013-06-12 杭州士兰微电子股份有限公司 内置振荡电路
CN103475366A (zh) * 2013-09-26 2013-12-25 昆山锐芯微电子有限公司 压控振荡器
CN103731099A (zh) * 2012-10-11 2014-04-16 联发科技（新加坡）私人有限公司 电压至电流转换器及压控振荡器
CN104617949A (zh) * 2015-01-30 2015-05-13 上海华虹宏力半导体制造有限公司 用于压控振荡器的电压电流转换器
CN105227180A (zh) * 2015-05-06 2016-01-06 上海晟矽微电子股份有限公司 一种环形振荡器电路
CN105811925A (zh) * 2016-03-02 2016-07-27 北京宏力尼科科技有限公司 环形振荡器
CN105978560A (zh) * 2016-05-25 2016-09-28 王海英 一种可编程压控振荡器
CN106961277A (zh) * 2017-04-18 2017-07-18 江苏信息职业技术学院 一种低功率高性能的vco电路
CN207427122U (zh) * 2017-12-28 2018-05-29 上海先基半导体科技有限公司 一种锁相环及其压控振荡器

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246294B1 (en) * 1999-02-12 2001-06-12 Fujitsu Limited Supply noise immunity low-jitter voltage-controlled oscillator design
KR20020025663A (ko) * 2000-09-29 2002-04-04 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 넓은 출력 주파수 범위를 갖는 전압 제어 발진 회로 및그것을 구비하는 위상 동기 루프 회로
CN1879290A (zh) * 2003-10-07 2006-12-13 模拟装置公司 具有改进的相位噪声的压控振荡器
CN101127525A (zh) * 2007-09-07 2008-02-20 华为技术有限公司 一种偏置电路以及压控振荡器
US20100060364A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-11 Wei-Cheng Lin Programmable voltage-controlled oscillator
CN102035547A (zh) * 2010-12-06 2011-04-27 上海集成电路研发中心有限公司 电压电流转换器
CN102545780A (zh) * 2010-12-23 2012-07-04 鼎亿数码科技(上海)有限公司 压控振荡器的偏置电路
CN102571082A (zh) * 2012-03-22 2012-07-11 秉亮科技（苏州）有限公司 动态补偿压控振荡器中v2i管栅极漏电的锁相环
CN103731099A (zh) * 2012-10-11 2014-04-16 联发科技（新加坡）私人有限公司 电压至电流转换器及压控振荡器
CN202998064U (zh) * 2012-12-28 2013-06-12 杭州士兰微电子股份有限公司 内置振荡电路
CN103475366A (zh) * 2013-09-26 2013-12-25 昆山锐芯微电子有限公司 压控振荡器
CN104617949A (zh) * 2015-01-30 2015-05-13 上海华虹宏力半导体制造有限公司 用于压控振荡器的电压电流转换器
CN105227180A (zh) * 2015-05-06 2016-01-06 上海晟矽微电子股份有限公司 一种环形振荡器电路
CN105811925A (zh) * 2016-03-02 2016-07-27 北京宏力尼科科技有限公司 环形振荡器
CN105978560A (zh) * 2016-05-25 2016-09-28 王海英 一种可编程压控振荡器
CN106961277A (zh) * 2017-04-18 2017-07-18 江苏信息职业技术学院 一种低功率高性能的vco电路
CN207427122U (zh) * 2017-12-28 2018-05-29 上海先基半导体科技有限公司 一种锁相环及其压控振荡器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107979371B (zh) 2024-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI606321B (zh) 具有改善之電源供應抑制之低壓降電壓調節器
CN202995523U (zh) 无输出滤波电容超低功耗低压差线性调节器
US6989659B2 (en) Low dropout voltage regulator using a depletion pass transistor
KR101238296B1 (ko) 출력 커패시터값의 광범위에 걸쳐 안정성을 제공하는 보상기술
TWI546642B (zh) 二級低壓降線性電源供應系統與方法
US7688122B2 (en) Charge pump with cascode biasing
EP1569062A1 (en) Efficient frequency compensation for linear voltage regulators
CN106444949A (zh) 一种低噪声，快速启动的低压差线性稳压器
CN104699162B (zh) 一种快速响应的低压差线性稳压器
CN107562111B (zh) 直流稳压电源和电压调节方法
CN115328254B (zh) 一种基于多种频率补偿方式的高瞬态响应ldo电路
US20200125126A1 (en) Voltage regulator circuit with high power supply rejection ratio
CN108646841A (zh) 一种线性稳压电路
US11693441B2 (en) Dual loop voltage regulator utilizing gain and phase shaping
CN212183486U (zh) 误差放大器、电路和电压调节器
JP2012015927A (ja) 差動増幅回路およびシリーズレギュレータ
CN101739051A (zh) 双极低压差线性稳压器的动态阻容补偿装置
CN208351364U (zh) 一种线性稳压电路
US8400214B2 (en) Class AB output stage
CN107678486A (zh) 一种基准电路及芯片
TW201602750A (zh) 用於穩壓器之電流源及其穩壓器
CN207427122U (zh) 一种锁相环及其压控振荡器
US9473075B2 (en) Dynamic current source for amplifier integrator stages
CN101964659A (zh) 电压电流转换器
JP2015191345A (ja) ボルテージレギュレータ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant