[发明专利]单片高频压控振荡器微调电路

说明书

本发明总的来说涉及压控振荡器的微调电路，尤其涉及可高频操作并可与压控振荡器集成在一片半导体集成电路芯片上的微调电路。

通常利用外部微调电路完成对压控振荡器中心频率的微调。微调电路在分立电路上位于压控振荡器之外，以简化对谐振频率的调整。然而，现在不断要求减小特别是无线电电话工业中的无线电设备的尺寸并降低其成本。为了减小无线电设备的尺寸和降低其成本，要求把越来越多的功能度集中在一片集成电路芯片上。为此，需要把微调电路与压控振荡器集成在一片电路芯片上。

目前利用可变电容器可把微调电路与压控振荡器集成在一片半导体芯片上。数-模变换器与可变电容器连接，把与所需中心频率相关的所需电容值编程入数-模变换器之中。根据编程的电容值，数-模变换器的模拟输出调整可变电容器，由此改变微调电路的谐振频率。新的谐振频率再调整压控振荡器的中心频率。

但随着电源电压的减小或在微调频率范围较宽时会出现问题。在无线电电话设备越来越广泛使用低电源电压的情况下，例如在2.7伏的情况下，用目前已有的“片上”可变电容器来获得所需的微调频率范围将变得非常困难。此外，随着所需微调频率范围的增大，用来调整可变电容器的数-模变换器产生的噪声将成为一个问题。随着微调频率范围的增大，微调电路和相关的压控振荡器的输入变得对噪声越来越敏感，这就要求数-模变换器产生的噪声的电平非常低。因此，随着微调频率范围的增大，设计和制造数-模电路变得越来越难，成本越来越高。

改变微调电路电容量的另一种做法是使用二极管开关。虽然已用二极管开关来连接和断开微调电路的不同的电容量，但这些二极管是用与其余振荡器功能度分离的分立PIN二极管构成的。由于制造PIN二极管所需的特殊工艺不利于大量集成，所以PIN二极管不与振荡器集成在半导体芯片上。

因此，需要设计出具有高的操作频率和能够与压控振荡器集成在一片半导体芯片上的微调电路。如果包含二极管开关的这种电路能够工作在2千兆以上，并且能够与压控振荡器集成在双极金属氧化物半导体上，就将更加可取。

本发明涉及单片高频压控振荡器微调电路。该电路包括有选择地连接在电压振荡器有源网络的第一和第二差分输入端之间的多个电容环路。与这些电容环路串联连接的多个二极管在被正向偏压时有选择地连接在第一和第二差分输入端之间的相应的电容环路。按照同样的方式，这些二极管在被反向偏压时有选择地断开第一和第二差分输入端之间的相应的电容环路。控制器把正向偏压施加给被选定电容环路的二极管，使该电容环路与压控振荡器的有源网络连接，把反向偏压施加给被选定电容环路的二极管，使该电容环路断开与有源网络的连接。电容环路中使用的二极管是双极互补金属氧化物半导体静电放电保护二极管，构成了可高频工作的开关。

为了更彻底理解本发明，以下参看附图作详细的描述，附图中：

图1是包含可高频工作的二极管开关的高频压控振荡器微调电路的功能方框图；

图2是图1所述压控振荡器微调电路另一实施例的功能方框图。

现在参看图1，该图是高频压控振荡器微调电路100的功能方框图。微调电路100通过包括第一差分输入信号120和第二差分输入信号130的差分信号对与压控振荡器110的有源网络110连接。微调电路100包括多个电容环路140。每一电容环路包括第一电容器150、第二电容器155、第一二极管159和第二二极管160。通过连接有源网络110的第一差分输入信号120至第一电容器150的第一端子形成每一电容环路140。第一电容器150的第二端子与第一二极管159的第一端子连接，该二极管159的第二端子与第二二极管160的第一端子连接。第二二极管160的第二端子与第二电容器155的第一端子连接，该第二电容器155的第二端子与有源网络110的第二差分输入信号130连接。

与每一电容环路140连接的是第一电阻175和第二电阻176。控制器180也与第一二极管159的第二端子和第二二极管160的第一端子连接，以便提供偏压。第一电阻175的第一端子与第二二极管160的第二端子和第二电容器155的第一端子连接，而第一电阻175的第二端子与电压源190连接。第二电阻176的第一端子与第一二极管159的第一端子和第一电容器150的第二端子连接，而第二电阻176的第二端子与电压源190连接。