[发明专利]一种使用电阻阵列的恒振幅压控振荡器

说明书

本发明涉及一种使用电阻阵列的恒振幅压控振荡器，包括：振荡核心电路、第一开关电阻阵列、第二开关电阻阵列、振幅检测电路、控制字产生电路以及反相器；振荡核心电路用于输出振荡信号VON和VOP；振幅检测电路根据输出信号VON和VOP产生峰值电压VP，并根据峰值电压VP和预先设定的参考电压VREF输出相应的电平；控制字产生电路根据当前电路的逻辑状态和振幅检测电路的输出电平产生n位控制字；反相器将n位控制字转换成相应的n位控制字反相信号；第二开关电阻阵列根据n位控制字关断或开启相应的NMOS晶体管；第一开关电阻阵列根据与n位控制字对应的n位控制字反相信号关断或开启相应中的PMOS晶体管。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种使用电阻阵列的恒振幅压控振荡器。

背景技术

压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)是锁相环的组成单元电路之一，而锁相环通常是无线收发机的必要模块。因为压控振荡器的相位噪声性能在很大程度上决定了无线收发机的性能，所以一般都会选择电感电容压控振荡器(LC-VCO)。经典的LC-VCO核心电路由MOS晶体管交叉耦合对、电感电容回路(LC-tank)，以及尾电流源组成。压控振荡器的工作状况(包括振荡器输出振幅)受工艺、电压和温度(PVT)漂移的影响。一般来说，振荡器振幅越大，相位噪声越低。为了使压控振荡器在极端工作状况下也能满足系统的噪声要求，往往需要设置足够大的尾电流保证足够大的振幅，这必然造成在典型工作状况下尾电流“过剩”，导致振荡器消耗多余的功率。图4是一个典型的带振幅控制的恒振幅压控振荡器，电路使用模拟控制方式，振幅控制电路(104a)检测振荡信号的幅度(峰值)并输出控制信号控制尾电流源M0的电流大小，并进而控制振荡信号的幅度，使其维持在参考电压VREF附近。

同时，考虑振荡器的主要噪声来源，研究表明尾电流源产生的噪声大约占振荡器总相位噪声的75％，这使得减小尾电流噪声对提高压控振荡器相位噪声性能至关重要。图5是一个使用了滤波机制的压控振荡器，滤波器件为电容CF和电感LF。使用滤波器可以在不增加功耗的前提下降低压控振荡器的相位噪声，但引入额外的电感和电容，尤其是电感大大增加了芯片面积。在另外一种方案中，去除尾电流源可以在不增加芯片面积情况下达到更好的相位噪声性能，然而，由于缺乏尾电流源，压控振荡器通常表现出高功耗和低PVT稳定性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种使用电阻阵列的恒振幅压控振荡器，其解决了振荡器噪声高的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明实施例提供一种使用电阻阵列的恒振幅压控振荡器，所述振荡器包括：振荡核心电路、第一开关电阻阵列、第二开关电阻阵列、振幅检测电路、控制字产生电路以及反相器；

所述振荡核心电路分别与所述第一开关电阻阵列、第二开关电阻阵列、振幅检测电路连接；

所述控制字产生电路分别与所述反相器、第二开关电阻阵列、振幅检测电路连接；

所述反相器与所述第一开关电阻阵列连接；

所述振荡核心电路用于产生并输出振荡信号VON和VOP；

所述振幅检测电路用于根据所述输出振荡信号VON和VOP产生峰值电压VP，并根据所述峰值电压VP和预先设定的参考电压VREF输出相应的电平；

所述控制字产生电路为数字时序逻辑电路，用于根据当前电路的逻辑状态和所述振幅检测电路的输出电平产生n位控制字；

所述反相器用于将n位控制字转换成相应的n位控制字反相信号；

所述第二开关电阻阵列用于根据所述n位控制字关断或开启所述第二开关电阻阵列中相应的NMOS晶体管；