[发明专利]振荡器及电子装置

说明书

本发明提供了一种振荡器及电子装置，该振荡器包括交叉耦合对管、连接在所述交叉耦合对管与电源电压端之间的多个分支电路、连接在所述交叉耦合对管与地端之间的多个尾电流源以及连接所述交叉耦合对管的谐振电容；每个所述分支电路包括与所述交叉耦合对管串联的可变电阻；各个所述尾电流源受控于同一恒定电压信号。该振荡器因其各个尾电流源均工作在亚阈值区，因此可以获得较低的功率；同时，该振荡器还可以避免当电源或地噪声较大时振荡器的电流发生较大的变化，进而保持输出信号的频率恒定；另外，该振荡器对温度变化不敏感，抗温度干扰能力更强。与此同时，该振荡器可以通过其可变电阻来微调其振荡频率，具有较好的微调线性度。

技术领域

本发明涉及振荡器技术领域，特别涉及一种振荡器及电子装置。

背景技术

振荡器(voltage-controlled oscillator)在现代数字电路(特别是高速电路)和模拟电路(特别是射频收发机电路)中有着广泛的应用，在数字系统中主要用于低抖动的时钟信号源等，在模拟系统中主要用作低相位噪声的本振信号源等。且随着微电子技术的发展，微电子电路对低功耗振荡器(low power oscillator，LPO)的需求也越来越强烈。

请参考图1，现有技术中一种振荡器的具体电路结构包括：交叉耦合对管、晶体管M3～M6以及谐振电容C，其中，交叉耦合对管包括晶体管M1、M2，M1的栅端连接M2的漏端和M4的源端，形成输出节点out，M2的栅端连接M1的漏端和M3的源端，M3的栅端连接M3的漏端、M4的栅端和漏端以及电源电压端VDD，M1的源端连接谐振电容C的一端以及M5的漏端，形成连接节点X，M2的源端连接谐振电容C的另一端以及M6的漏端，形成连接节点Y，M5的栅端和M6的栅端均接入可变的控制电压信号Vinvco，M5的源端和M6的源端均接地端VSS。其中M5和M6作为尾电流源，控制电压信号Vinvco的改变可微调尾电流源M5、M6的电流，以微调振荡器的振荡频率。M1～M6的阈值电压均相同，均为V_THN。

假设上述振荡器开始工作时，M1截止，M2导通，图1所述的振荡器中的电流流向如图2所示，为了更清楚的显示此时的电路关系，将图2所示的电路简化为图3所示的等效电路，其中，输出节点out处的输出电压Vout＝V_Y＝VDD-V_THM3-V_THM2＝VDD-2V_THN。当连接节点X处放电至Vx＝Vout-V_THM1＝VDD-3V_THN时，M1导通，由此，连接节点X处的电压Vx上升至VDD-2V_THN，连接节点Y处的电压V_Y跳变为VDD-V_THN并开始放电直至电压下降至Vx＝Vout-V_THM1＝VDD-3V_THN，此时，M2再次导通，M1截止。由此可见，连接节点Y处在一次完整的放电过程中电压从V_Y变化为Vx，总的电压变化量为2V_THN。由此得到谐振电容C的放电时间Δ_t以及振荡器的振荡频率fosc如下：

上述的振荡器存在以下缺陷：

1、该振荡器不适合低功率(Low Power)情况，因为它工作在饱和区；

2、若该振荡器工作在亚阈值区，振荡频率fosc的振幅不同，因为在亚阈值区，当控制电压信号Vinvco有较小浮动或者电源电压端VDD或地端VSS上噪声较大时，尾电流源M5、M6的电流会有较大的浮动，导致振荡器的输出信号振幅不稳定，且振荡器的振荡频率微调线性度不佳。

3、该振荡器输出表达式中V_THN温度系数高，因此对于不同的工作频率会引起振荡器的输出频率明显的变化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种振荡器及电子装置，能够适用于低功率情况。