[发明专利]恒定电压到频率增益的压控振荡器

说明书

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种恒定的                                               （为电压到频率的转换增益）的压控振荡器。

背景技术

基于压控振荡器作为量化器模数转换器是当今学术和工业阶的研究热点。很多高精度的应用都离不开模数转换器。随着应用的驱动，需要模数转换器不仅有较高的精度，同时也要有比较快的速度，能够实现对高带宽信号的处理。因为模数转换器

是一个用时间或速度换精度的转换器。因此如果要实现比较高的精度，模数转换器的过采样频率（采用频率和信号带宽二倍的比值）一定要比较的高。但是如果信号的带宽比较大，那么如果过采样率比较高，那么电路工作的速度可能到GHz，这超过了电路工作的极限。在过采样的频率不能很高的情况下，只能提高量化器量化位数。一般的模数转换器采用一位的量化器，因为一位的量化器是线性的。但是已经不能满足需求，采用多位的量化器要用的比较器是和位数指数增长的，因此会消耗很大的功耗。那么新型的基于压控振荡器的量化器能够很好的解决这个问题。

目前基于压控振荡器的量化器主要存在的问题有两个，一个是功耗的问题，一个是线性度的问题，这个线性度主要指的是压控振荡器的。目前采用的压控振荡器是环路压控振荡器，这种振荡器采用延迟单元串联在一起形成一个环路。环路的周期是和每个延迟单元的延迟时间有关，通过调节每个延迟单元的电压或是电流就可以调整延迟单元的延迟时间。这样周期就会发生变化，但是这种振荡器的问题在于延迟单元的延迟时间和控制的电压和电流并不是线性的。这种振荡器的频率不仅随着控制的电压变化，也会随着工艺，温度，电源电压的的变化而变化。这种变化最后会影响量化器的线性度，最终会影响整个模拟数字转化器的精度。

综上分析，如何实现恒定的压控振荡器，并且不随着温度，电源电压，工艺波动，是非常有意义的。恒定的压控振荡器不仅提高了量化器的线性度，提高了整个模数转换器的信噪比，而且符合摩尔定律的发展规律。随着工艺的发展和晶体管的缩小，压控振荡器的也会增大，控振荡器的速度也会提高，那么量化器的分辨率也会相应的提高。

发明内容

发明的目的在于提出一个恒定的压控振荡器，以用于基于压控振荡器的量化器的模数转换器中。该恒定压控振荡器可以实现很好的电压到频率的线性度，并且有较小的功耗。

本发明提出的恒定的压控振荡器，包括：至少一个电压到电流的线性转换器，至少一个电压平均反馈网络，至少一个松弛振荡器，至少一个启动电路；其中：

    所述的线性转换器包括：一个放大器，一个电阻和一个晶体管，放大器的一个输入端和该电阻的一端相连，放大器的输出端和比较器的输入端连接，构成一个反馈环路。

所述的电压平均反馈网络包括：一个电阻R，一个电容C，一个运算放大器M。该运算放大器M和电阻R、电容C形成有源的低通滤波器。电阻R的一端和运算放大器M一端相连，电阻R的另一端和晶体管M7，M8,M13，M14的源极相连。电容C的一端和电阻R的一端相连，电容C的另一端和运算放大器M的输出相连。运算放大器M的一端与一个和温度无关的恒定电压相连。运算放大器M的输出与一个比较器的一端相连。

所述的启动电路有两个反相器，其中，一个反相器的输入为复位信号，输出与另一个反相器的输入相连。另一个反相器的输出和一个与非门2输入相连。