[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

说明书

本发明公开了一种避免振荡异常的压控振荡器，包括电流控制振荡器，用于产生振荡波形；电压电流转换器，用于将控制电压转换成电流；自动启停可调偏置电流器，用于在电压电流转换器未产生电流时，保证电流控制振荡器仍有电流流过，当电压电流转换器有电流产生后，能够自动关闭；缓冲器，用于将所述电流控制振荡器产生的信号进行振幅放大和缓冲。该压控振荡器能够实现在控制电压较低，电压电流转换器不产生电流时，由自动启停可调偏置电流器提供稳定的电流，从而避免缓冲器发生异常振荡。

技术领域

本发明涉及锁相环电路，具体涉及一种压控振荡器及其避免振荡异常的方法、锁相环电路。

背景技术

图像传感器的时钟和数据恢复电路主要采用锁相环（PLL，Phase Locked Loop）实现，而压控振荡器（VCO，Voltage Controlled Oscillator）是锁相环的关键模块，在很大程度上决定了锁相环的性能。环形压控振荡器采用标准的COMS工艺制造，在多时钟电路、片上系统等应用中其具有不可比拟的优势，因此是目前研究的热门领域。

常见的压控振荡器由电流控制振荡器、电压电流转换器、缓冲器组成，电流控制振荡器产生的振荡信号由缓冲器接收，在电流控制振荡器没有起振时，缓冲器会将自身噪声放大，进而产生不确定频率的时钟信号，该异常的信号会使得锁相环的电荷泵充放电错误，最终导致锁相环不能锁定或错误锁定。

发明内容

基于此，有必要针对环形压控振荡器振荡异常的问题，提供一种能够避免振荡异常的压控振荡器及锁相环。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种压控振荡器，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。