[发明专利]一种高稳定性振荡器电路及其实现方法

说明书

本发明公开了一种高稳定性振荡器电路及其实现方法，该振荡器电路包括：分频驱动电路，用于将压控振荡器输出的频率为Fout的振荡信号的频率除以N以输出频率为Fout/N的分频信号至电荷泵电路，并将该频率为Fout/N的分频信号经处理输出同相分频信号与反相分频信号至电荷泵电路；电荷泵电路，用于在该同相分频信号和反相分频信号控制下将参考电流与频率电流转换电路输出的与分频信号Fout/N频率成比例的反馈电流进行比较并输出误差电流；低通滤波器电路，用于将该误差电流转换为平稳的控制电压；压控振荡器，用于在该控制电压的控制下改变输出信号的频率，通过本发明，实现了一种基于闭环频率控制的低功耗、高稳定性振荡器。

技术领域

本发明涉及一种振荡器电路及其实现方法，特别是涉及一种高稳定性振荡器电路及其实现方法。

背景技术

振荡器是现代电子系统的重要组成部分，其广泛应用于电子、通信、航海航空等领域。

常用CMOS片上全集成振荡器有LC振荡器、环形振荡器、松弛振荡器等，其振荡频率受工艺角、电源电压、温度变化影响显著，不利于实际系统应用。目前国内外关于高稳定性片上全集成振荡器电路的设计从结构上可分为开环和闭环两种形式，对于开环形式，一般采用温度补偿电路直接对振荡器频率进行开环温度补偿，其开环结构精度受到一定的限制，受工艺角变化影响大且大多需要复杂的后期修调，闭环结构的全集成振荡器相较于开环而言，由于其自身的负反馈结构，可同时抑制温度和电源电压的变化，使其输出频率稳定度更高，但是闭环结构相对复杂且功耗较大。

因此，有必要提供一种基于闭环频率控制的低功耗、高稳定性振荡器。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种高稳定性振荡器电路及其实现方法，以实现一种基于闭环频率控制的低功耗、高稳定性振荡器。

为达上述及其它目的，本发明提出一种高稳定性振荡器电路，包括：

分频驱动电路，用于将压控振荡器输出的频率为Fout的振荡信号的频率除以N以输出频率为Fout/N的分频信号至电荷泵电路，并将该频率为Fout/N的分频信号经处理输出同相分频信号与反相分频信号至电荷泵电路；

电荷泵电路，用于在该同相分频信号和反相分频信号控制下将参考电流Iref与频率电流转换电路输出的与分频信号Fout/N频率成比例的反馈电流If进行比较并输出误差电流Iout；

低通滤波器电路，用于将该误差电流Iout转换为平稳的控制电压Vc；

压控振荡器，用于在该控制电压Vc的控制下改变输出信号的频率Fout。

进一步地，该分频驱动电路通过传输门输出该同相分频信号，经反相器输出该反相分频信号。

进一步地，该分频驱动电路包括N分频器、传输门以及反相器，该N分频器的输入端连接该压控振荡器的输出端，该N分频器输出的频率为Fout/N的输出信号连接至该传输门的输入端、该反相器的输入端和该电荷泵电路的频率电流转换电路的频率输入端，该传输门与该反相器的输出端连接至该电荷泵电路。

进一步地，该电荷泵电路包括一PMOS管、NMOS管、参考电流源以及频率电流转换电路，该PMOS管的栅极连接该传输门的输出端，源极接电源正端，漏极接该参考电流源Iref的输入端，该参考电流源的输出端连接至该频率电流转换电路的电流输入端和低通滤波器电路，该频率电流转换电路的电流输出端连接至该NMOS管的漏极，该NMOS管的栅极连接该反相器的输出端，源极接电源负端。

进一步地，该频率电流转换电路输出与分频信号Fout/N频率成正比的反馈电流。

进一步地，该低通滤波器电路采用一阶低通滤波器或二阶或多阶RC低通滤波器。