[发明专利]一种调节精度的可调整高频振荡器CMOS电路及调节方法

说明书

本发明提供了一种调节精度的可调整高频振荡器CMOS电路及调节方法，整体电路采用CMOS工艺，电路通过电流源部分、环形振荡器VCO部分、电压比较部分、OSC精度与频率调整部分和逻辑控制部分设计，对芯片进行输出频率的修调和线性调节，产生稳定精确的高频开关信号，且功耗低、尺寸小。本发明振荡器开关频率灵活可调，调节范围内线性度好，实现振荡器输出频率精度的调整。

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其是涉及一种可调整高频振荡器CMOS电路。

背景技术

随着电子技术的不断发展，5G时代的到来，各类芯片应用范围和应用场景不断扩大，芯片尺寸小型化，集成度不断提高，振荡器作为芯片信号源的主要组成部分，在电子系统中的作用愈发重要。传统的CMOS振荡器中，LC振荡器由于使用了电容和电感等元件，不利于缩小芯片尺寸，且输出频率调节范围小，使用范围有限。CMOS环形振荡器具有调节范围较宽、功耗低、面积小和集成度高等优点，但是由于环形振荡器的频率大小与各级电路延迟时间、充放电电流大小相关，无法达到较高输出频率，而且CMOS工艺中MOS管受到工艺、电源电压和温度等因素影响较大，芯片加工过程中存在误差，这使得环形振荡器的输出精度受到限制。环形振荡器与LC振荡器相比，具有输出频率较低，电路稳定性差，输出精度不够等缺点。因此考虑到芯片尺寸不断减小，成本与性能相互折中，设计一种芯片内部可用的小尺寸、高精度、高稳定性、高工作频率、输出频率线性可调的CMOS环形振荡器电路，具有较高的商用价值。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种调节精度的可调整高频振荡器CMOS电路及调节方法。整体电路采用CMOS工艺，电路通过电流源部分、环形振荡器VCO部分、电压比较部分、OSC精度与频率调整部分和逻辑控制部分设计，可以根据实际需求，对芯片进行输出频率的修调和线性调节，产生稳定精确的高频开关信号，且功耗低、尺寸小。所以本发明提供的一种MOS开关管调节精度的高精度线性可调整高频振荡器CMOS电路，可以有效地适用于相关领域的各类应用场景。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种调节精度的可调整高频振荡器CMOS电路，包括电流源、比例镜像电流模块1、比例镜像电流模块2、OSC精度调节模块、OSC频率调节模块、数字控制模块、电压比较模块、压控振荡器VCO、逻辑控制模块、开关电容电路模块、VDD输入端口、GND端口、FREQ4：0输入端口和CLK逻辑输出端口；FREQ4：0指五个输入端口FREQ4、FREQ3、FREQ2、FREQ1和FREQ0；

所述电流源模块连接比例镜像电流模块1，为比例镜像电流模块1提供输入电流，由比例镜像电流模块1输出不同比例的输出电流；

所述比例镜像电流模块1连接VDD输入端口、OSC频率调节模块、电压比较模块，为OSC频率调节模块和电压比较模块提供比例电流I₁，同时为比例镜像电流模块2和OSC精度调节模块提供比例电流I₂；

所述比例镜像电流模块2连接GND端口、OSC精度调节模块，为OSC精度调节模块提供不同比例电流，由OSC精度调节模块提供输出电流给OSC频率调节模块，输出电流由来自比例镜像电流模块1的电流、比例镜像电流模块2的电流、OSC精度调节模块一起确定；

所述数字控制模块连接FREQ4：0输入端口，并同时连接GND端口，根据所输入数字信号，提供输出控制电压给OSC频率调节模块；

所述OSC频率调节模块与电压比较模块连接，为电压比较模块提供输入比较电压V1，输入比较电压V1由来自OSC精度调节模块的电流、比例镜像电流模块1的电流、数字控制模块的控制电压一起确定；

所述开关电容电路为电压比较模块输入比较电压V2；

所述电压比较模块提供输出电压给压控振荡器VCO，输出电压由输入比较电压V1与输入比较电压V2共同确定；