[发明专利]一种压控振荡器电路

说明书

本发明公开了一种压控振荡器电路，包括：电压转电流模块，用于将PLL低通滤波器的输出的压控电压VC转换为与其相关的电流；压控振荡器，用于在所述电压转电流模块产生的电流的控制下改变输出信号的频率，通过本发明，可有效地增加压控电压VC的使用范围，并能够抑制压控电压VC上的高频噪声干扰。

技术领域

本发明涉及一种压控振荡器电路，特别是涉及一种用于PLL(Phase Locked Loop，锁相环)中的新型的压控振荡器电路。

背景技术

在锁相环(PLL)设计中，压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator，VCO)是核心模块之一。以电荷泵型PLL为例，在工作中，电荷泵将鉴频检相器的输出转化为脉冲电流，经低通滤波器后转化为直流电压VC作为压控振荡器的电压控制信号。因此对于压控振荡器来说，VC作为它的输入，频率作为它的输出，同时它的振荡频率直接决定了PLL可以工作的频率范围。

常用的压控振荡器以多级单端或差分的反相器级联构成的环形振荡器为主，通过控制电压VC来改变反相器的输出端等效电阻或者等效电容来改变环形振荡器的振荡频率。

图1为现有技术中一种常用压控振荡器的示意图。由奇数个反相器构成环形振荡器，由滤波器的输出电压VC控制的PMOS管给环形振荡器提供驱动。VC不同，PMOS管给环形振荡器提供的电流能力也将不同，进而有不同的振荡频率输出。

现有技术这种直接由VC控制的环形振荡器，一是对于VC上任何的噪声干扰，都会在频率上得到体现，即噪声抑制能力较弱；二是在VC的使用范围受限，PMOS提供的电流与VC电压非线性，那么PLL频率变化时，容易在PLL的输出上产生抖动。

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压控振荡器电路，有效地增加压控电压VC的使用范围，并能够抑制压控电压VC上的高频噪声干扰。

为达上述及其它目的，本发明提出一种压控振荡器电路，包括：

电压转电流模块，用于将PLL低通滤波器的输出的压控电压VC转换为与其相关的电流；

压控振荡器，用于在所述电压转电流模块产生的电流的控制下改变输出信号的频率。

进一步地，所述电压转电流模块包括：

第一电流镜，用于产生固定拉电流偏置I0向外输出以调整压控振荡器的受控范围；

电压电流转换单元，用于将所述压控电压VC转换为线性灌电流I1；

第二电流镜,用于将线性灌电流I1转化为拉电流I1向外输出；

第三电流镜，将所述第一电流镜和第二电流镜输出的固定拉电流偏置I0和拉电流I1合并产生灌电流I2；

第四电流镜，用于将所述第三电流镜产生的灌电流I2转换为拉电流I2向外输出至所述压控振荡器。

进一步地，所述第一电流镜包括参考电流源Iref0、第一PMOS管和第二PMOS管，所述第一PMOS管、第二PMOS管的源极连接至电源电压，第一PMOS管的栅极和漏极短接并与参考电流源Iref0的一端和第二PMOS管的栅极相连，所述参考电流源Iref0的另一端接地，所述第二PMOS管的漏极连接至所述第二电流镜、第三电流镜。

进一步地，所述电压电流转换单元包括第一NMOS管和第一电阻，所述第一NMOS管漏极接第二电流镜，栅极接所述压控电压VC，源极与第一电阻的一端相连组成节点VB，所述第一电阻的另一端接地。

进一步地，所述第二电流镜包括第三PMOS管和第四PMOS管，所述第三PMOS管、第四PMOS管源极接电源电压，第三PMOS管的栅极和漏极短接并与第一NMOS管的漏极和第四PMOS管的栅极相连，第四PMOS管漏极接所述第二PMOS管漏极与第三电流镜。