[发明专利]一种电源抑制比提升的环形压控振荡器

说明书

本发明公开了一种电源抑制比提升的环形压控振荡器，该环形压控振荡器的主回路分为四个主回路单元和四个负载电容，每个主回路单元有一个输出端、一个反向输入端和一个前馈输入端，四个主回路单元首尾相接构成环状；每个主回路单元包括反相器、延迟单元和前馈反相器，延迟单元包括延迟电容和缓冲级，缓冲级为一种两级反相器；延迟单元使得主回路单元注入到负载电容的主电流相位角发生偏转，并且所偏转的角度大小与电源电压的变化成反比，因此抵消了电源电压波动对负载电容总电流的影响，提升了电源抑制比。

技术领域

本发明涉及环形压控振荡器电路设计技术，尤其涉及一种电源抑制比提升的环形压控振荡器设计。

背景技术

环形压控振荡器(Ring Voltage-Controlled Oscillato，简称RVCO)具有面积小、功耗低等优势，且可产生随控制电压变化的振荡频率，而被广泛应用于锁相环电路中。

RVCO可以产生一个与输入电压相对应的振荡频率，配合锁相环中的其他模块，可以输出一个频率稳定的振荡信号。但是，电源电压依然会对振荡器性能产生影响，在低电压下电源调制现象尤为明显。电源调制程度过大会引入额外的噪声，甚至可能导致锁相环失锁，因此提升RVCO的电源抑制能力十分关键。

基于前馈结构的单端RVCO具有结构简单、实用性强、振荡频率高等优势，应用十分广泛。在前馈的单端RVCO中，由主路和前馈支路共同对负载电容进行充电，因此当电源电压降低时，主路和前馈支路合成的总电流会下降，并最终导致振荡频率的下降。现有技术大部分都是通过调节负载电流大小的稳定性来提升RVCO的电源抑制能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：对于现有技术中带前馈的单端环形压控振荡器来说，注入到负载电容的n+1级的总电流I由两部分合成：以n级振荡信号为输入的主路电流I_m和以n-1级振荡信号为输入的前馈电流I_f，并且主路电流I_m和前馈电流I_f都会随着电源电压波动而成正比波动，因此总电流I也会受到影响，随着每级信号传输的延迟，最终导致振荡频率发生波动。因此，本发明提出，加入延迟单元使得主路电流I_m随电源电压波动而偏转角度，该偏转角的大小与电源电压的波动成反比，从而使得主路电流I_m和前馈电流I_f之间的相位夹角的大小与电源电压的波动成正比，从而抵消主路电流I_m模和前馈电流I_f模的变化对合成总电流I的影响，即抵消电源电压波动对总电流的影响，因此提升环形压控振荡器的电源抑制能力。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

提出一种电源抑制比提升的环形压控振荡器，该环形压控振荡器包括四个主回路单元和四个负载电容；每个主回路单元均有一个输出端、一个反向输入端和一个前馈输入端。

第一主回路单元的反向输入端、第四主回路单元的输出端和第二主回路单元的前馈输入端连接于结点RVCOIP，第二主回路单元的反向输入端、第一主回路单元输出端和第三主回路单元的前馈输入端连接于结点RVCOQN，第三主回路单元的反向输入端、第二主回路单元的输出端和第四主回路单元的前馈输入端连接于结点RVCOIN，第四主回路单元的反向输入端、第三主回路单元的输出端和第一主回路单元的前馈输入端连接于结点RVCOQP。

四个负载电容包括第一负载电容C1、第二负载电容C2、第三负载电容C3、第四负载电容C4；第一负载电容C1的第一端连接于结点RVCOQN、第二端接地，第二负载电容C2的第一端连接于结点RVCOIN、第二端接地，第三负载电容C3的第一端连接于结点RVCOQP、第二端接地，第四负载电容C4的第一端连接于结点RVCOIP、第二端接地。