[发明专利]一种压控振荡器及其避免振荡异常的方法、锁相环电路

权利要求书

1.一种压控振荡器，其特征在于，包括：

电流控制振荡器（1），用于产生振荡波形；

电压电流转换器（2），用于将控制电压转换成电流；

自动启停可调偏置电流器（3），用于在电压电流转换器（2）未产生电流时，保证电流控制振荡器（1）仍有电流流过，当电压电流转换器（2）有电流产生后，能够自动关闭；

缓冲器（4），用于将所述电流控制振荡器（1）产生的信号进行振幅放大和缓冲。

2.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，所述自动启停可调偏置电流器的结构，包括单级放大器（3-1）、逻辑门（3-2）、偏置电流镜（3-3）；

所述单级放大器（3-1）包括P沟道型MOS管M3、N沟道型MOS管M4，所述M3的源极接电源，漏极接所述M4的漏极，所述M4的源极接地，所述M3的栅极接所述M3的漏极与所述M4的漏极的公共端，所述M4的栅极接信号线Vctrl，所述M3的漏极与所述M4的漏极的公共端接所述逻辑门（3-2）的输入端；

所述逻辑门（3-2）包括与门U1和与门U2，输入信号线MOD与信号线EN同时接所述与门U1的输入端，所述与门U1的输出端接所述与门U2的输入端，所述与门U2的输入端接所述偏置电流镜（3-3）的输入端；

所述偏置电流镜（3-3）包括若干个并联的结构相同的N沟道型MOS管M2_0、M2_1、……、M2_N，以及每个NMOS管对应的控制开关Bias[0]、Bias[1]、……、Bias[N]，所述偏置电流镜（3-3）的输出端子Tail接所述电流控制振荡器（1）。

3.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，所述电流控制振荡器（1）包括首尾相连的反相器K1、K2和K3，每个反相器的电源端接入电源，GND端同时接入电压电流转换器的输出端、自动启停可调偏置电流器的输出端。

4.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，所述缓冲器（4）包括电容C1、P沟道型MOS管M5、N沟道型MOS管M6、M7，反相器K4、K5，其中电容C1的一端接电流控制振荡器的输出端，另一端接M6的栅极与M5的栅极的公共端，M5的源极接电源，漏极接M6的漏极，M6的源极接M7的漏极，M7的源极接地，M7的栅极接信号线EN，M5的漏极与M6的漏极的公共端接反相器K4，反相器K4的输出端接反相器K5，反相器K5接输出信号线。

5.根据权利要求1-4任一项所述的压控振荡器，其特征在于，该压控振荡器应满足：I2≥I3；阈值电压Vth4＞V，阈值电压Vth1＜阈值电压Vth4，

其中，I2为自动启停可调偏置电流器所产生的电流，I3为缓冲器正常振荡时对应的电流控制振荡器的最小工作电流，V为电压电流转换器正常工作时的下限电压。

6.一种避免压控振荡器振荡异常的方法，其特征在于，该方法包括：设置MOD=1，进入避免异常振荡模式；

当Vctrl＜Vth1＜Vth4时，MOS管M1未导通，I1为0，MOS管M4未导通，节点B输出为高，此时节点A的电压为VDD，产生电流I2，此时电流控制振荡器的电流I=I2，避免了缓冲器振荡异常。

7.根据权利要求6所述的避免压控振荡器振荡异常的方法，其特征在于，该方法还包括：当Vth1＜Vctrl＜Vth4时，M1导通，I1随Vctrl的增大而增大，M4未导通，产生电流I2，此时电流控制振荡器的电流I=I1+I2，避免缓冲器振荡异常。

8.根据权利要求6所述的避免压控振荡器振荡异常的方法，其特征在于，该方法还包括：当Vth4＜Vctrl时，M1导通，M4导通，节点B输出为低，节点A的电压为0，电流I2为0，此时自动启停可调偏置电流器关闭，电流控制振荡器的电流I=I1，缓冲器正常振荡。

9.一种锁相环电路，包括鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、反馈分频器，其特征在于，所述压控振荡器采用如权利要求1-5任一项所述的压控振荡器。