[发明专利]产生均衡占空比信号的VCO设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种VCO设备，尤其涉及一种产生均衡占空比信号的VCO设备。

背景技术

随着社会的不断发展进步，信息交换量与日俱增，信息高速公路的建设标准也不断提高，容量大、传输速度快、传输距离远、节约能源、抗干扰等更多的设计标准也在不断的进步。在这种形势下，通信系统中的集成电路组成部分的研究和研发正趋于白热化。

锁相环（PLL）是通信领域中不可或缺的关键电路，而压控振荡器（VCO）则是PLL中非常关键的部分。近年来，随着通信标准的不断提高，系统对芯片的速度，功耗和噪声等性能提出了更高的要求。因此，如何设计高性能的VCO电路变得越发重要。

VCO有多种可供选择的实现方案，常用的有环形振荡装置和LC振荡器，人们往往根据两者的不同应用和指标来加以选择。

传统的环形振荡装置由一条环路构成，环路由多个延迟单元构成，采用多级差分放大器环形结构，输出信号频率相等相位相反，但是由于两个信号之间存在延迟，相位不能以180°的相位差对齐，导致了最终的输出信号占空比不能达到1:1。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种产生均衡占空比信号的VCO设备。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

产生均衡占空比信号的VCO设备，包括有设备本体，其中：所述的设备本体内对称配置有至少两个相同的环形振荡装置，所述的环形振荡装置设置有独立的信号输出端口，所述的环形振荡装置采用四级差分延迟组件构成，所述的两个环形振荡装置首尾相连，环形振荡装置其中的一级采用非反向的接法，采用控制电压Vcon同时控制两个环形振荡装置的振荡频率，所述的环形振荡装置上均连接有PMOS装置，所述的PMOS装置相互之间交叉耦合连接，所述PMOS装置的栅端接地，所述的PMOS装置共同连接有差分放大装置的输入端，所述差分放大装置的输出端连接有反相装置的输入端，所述的反相装置上设置有输出电压端口。

上述的产生均衡占空比信号的VCO设备，其中：所述的差分延迟组件由至少六个晶体管组成，其中的M0，M1，M2为NMOS晶体管，M3，M4，M5，M6为PMOS晶体管，该差分放大装置的特点在于，由输入驱动，额外的PMOS晶体管M5和M6将每个输出结点拉至Vdd，即使尾电流有大的变化也产生相对恒定的输出摆幅。差分延迟组件的每一级延迟大小由尾电流源决定，控制电压Vcon控制尾电流源的大小，调节每一级差分延迟组件的延时，从而调节振荡器的频率大小。

进一步地，上述的产生均衡占空比信号的VCO设备，其中：所述的差分放大装置包括有采用电流镜接法连接的两个主晶体管，所述主晶体管上均独立连接有副晶体管，所述差分放大装置上设置有唯一的输出端口，所述的两个副晶体管上设置有输入端口，构成双端输入单端输出构造。

更进一步地，上述的产生均衡占空比信号的VCO设备，其中：所述的主晶体管为P型晶体管，所述的副晶体管为N型晶体管，所述的两个主晶体管采用相同的宽长比配置，所述的两个副晶体管采用相同的宽长比配置。

本发明技术方案的优点主要体现在：消除了传统环形振荡装置两个输出信号之间存在延迟的问题，通过交叉耦合的方法，将两路输出信号进行同步，使得它们频率相等，相位相反。并且，通过双端输入的差分放大器转换成单端输出，最终使得输出信号达到均衡的占空比。

附图说明

图1是产生均衡占空比信号的VCO设备构造示意图。

图2是产生均衡占空比信号的VCO设备的电路原理示意图。

图3是构成环形振荡装置的差分延迟组件电路结构示意图。

图4是差分放大装置的电路结构示意图。