[发明专利]一种具有温度补偿的电感电容型压控振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及压控振荡器技术领域，具体涉及一种具有温度补偿的电感电容型压控振荡器。

背景技术

电感电容型压控振荡器由于可以实现高的相位噪声性能而被广泛的应用在一些需要高性能的时钟产生电路的应用中，比如超高频无线通信系统。为了改善电感电容型压控振荡器的相位噪声性能，通常会采用数控电容阵列，输出多根调谐曲线去覆盖宽的频率调谐范围；分立偏置变容管，提高输出调谐曲线的线性度，增加实际可用的频率调谐范围以进一步改善振荡器的输出相位噪声性能。

自动频率校准电路在锁相环闭环工作前会选取一个最优的子频带，锁相环闭环工作会锁定这条子频带上的某一个频率点。芯片温度的改变会导致预先选定好的最优子频带的频率发生变化，进而导致锁相环锁定的频率点偏离该子带的中心点，甚至目标频率不在该子带上。因此温度引起的频率变化会恶化锁相环性能，可能引起锁相环失锁。与此同时，芯片温度的变化也会影响压控振荡器的振荡频率，通常情况下，振荡频率会随着温度的增加而减小。

分立调谐目前被广泛的应用在宽带低相位噪声的压控振荡器的设计中，但是分立调谐使得每条调谐曲线的频率变化范围变得很小，这就使得温度变化对振荡频率造成不可忽视的影响，引入具有温度补偿的电感电容型压控振荡器可以有效减小振荡频率随温度的变化量，应用在锁相环路中可以改善环路性能。

本发明提出了一种具有温度补偿的电感电容型压控振荡器，该振荡器通过将PTAT电流源产生的与绝对温度成正比的输出电流经过电阻转化为与绝对温度成正比的输出电压，然后使用通过低通滤波电路滤波后的该电压调谐温度补偿变容管对，该调谐电压对电感电容型压控振荡器振荡频率的影响与振荡电路本身随温度的变化趋势相反，可以相互抵消、抑制温度的影响对电感电容型压控振荡器振荡频率的影响。

发明内容

为了解决采用分立调谐方式的电感电容型压控振荡器由于温度变化导致的频率变化，避免锁相环性能的恶化和失锁。本发明提供了具有温度补偿的电感电容型压控振荡器。它具有结构简单、补偿效果好等特点。

本发明采用的技术方案为：一种具有温度补偿的电感电容型压控振荡器，包括：

尾电流源，提供振荡所需偏置电流；

交叉耦合对管，提供电感电容型压控振荡器振荡所需的负阻条件；

电容电感谐振腔，由电感L0、由n个开关控制的电容阵列和用于锁相环中的变容管调谐电路组成，可以产生多条频率调谐曲线，实现在覆盖宽的频率调谐范围的同时降低电感电容型压控振荡器的电压-频率增益K_VCO，有效改善振荡器的相位噪声性能；

温度补偿变容管电路用来补偿因温度变化引起的频率变化对电路振荡频率的影响；

PTAT电流源由T1-Tm这m个数控位控制，产生一个与绝对温度成正比的输出电流；

电阻R1构成的电流电压转换电路，将PTAT电流源的输出电流转换为与绝对温度成正比的输出电压，引入由第三电阻R2和第二电容C1组成的低通滤波器，滤除PTAT电流源和电阻在振荡电路工作过程中产生的高频噪声，最后用该电压调谐温度补偿变容管电路中的温度补偿变容管对，以补偿电感电容型压控振荡器振荡频率随温度变化导致的频率变化；