可调频环路振荡器的制作方法

1.本技术涉及环路振荡器领域，特别是涉及一种可调频环路振荡器。


背景技术：

2.压控振荡器广泛应用于模拟电路中，提供本振频率的时钟信号，该系统既有模拟电路和数字电路，也涵盖了高频部分和低频部分，因此其输出信号的频率稳定，相位稳定等质量指标非常重要。cmos振荡器的实现结构往往集中在lc振荡器和环形振荡器两种，其中环形振荡器主要是由若干个延迟单元而成，当某一单元的输出信号经过整个环路并回到该单元的输入时，信号翻转。因此电路产生了周期的振荡信号。可由于环形振荡器没有高品质的滤波器，它的相位噪声相比于lc振荡器更差，且易于受到pvt的影响，因此针对环形振荡器的在降低环形振荡器的相位噪声和提高可靠性两个方面上。现有的应用于芯片内部时钟起振模块环路振荡器本身可产生500mhz频率的时钟信号,而在实际应用中,总免不了受到电源噪声的影响,而且现有工艺下的沟道长度调制效应带来的非线性也越来越明显，因此需要设计一种电路模块对环路振荡器提供电压与偏置电流来进行环路振荡器的修调。


技术实现要素：

3.本技术提供一种可调频环路振荡器，消除芯片内部时钟起振模块环路振荡器的电源噪声及调制效应带来的非线性影响的问题。
4.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种可调频环路振荡器，其包括：ldo单元和vco环路振荡单元，所述ldo单元包括ldo供电电路、ldo偏置电流修调电路，所述ldo供电电路与所述ldo偏置电流修调电路配合为所述vco环路振荡单元提供电压与预设偏置电流，所述vco环路振荡单元根据电压与预设偏置电流产生振荡时钟信号,分别采用ldo供电电路与ldo偏置电流修调电路对vco环路振荡单元供电压和提供预设偏置电流，使得vco环路振荡单元有好的电源噪声抑制比，进一步地，ldo偏置电流修调电路的可编程mos管阵列可实现编程，对vco环路振荡单元起振频率进行修调，克制了mos管工艺下的短沟道效应带来的非线性影响。
5.进一步地，所述ldo供电电路中运算放大器amp1将vref1缓冲电压拷贝到电阻分压网络经由串联电阻r0和接地电阻r1分压，所述vref1缓冲电压再经过运算放大器amp2和接地电阻r2分压得到目标电压为vco环路振荡单元供电，amp1和amp2两级的运算放大器具有放大电压作用，经过串联电阻、接地电阻的层层分压得到干净的电压源为vco环路振荡单元供电电压，消除原电源噪声后为vco环路振荡单元供电。
6.进一步具体地，所述ldo偏置电流修调电路包括运算放大器amp3的ldo，其中所述运算放大器amp3先将vref2缓冲电压输出驱动连接的pmos管pm1，再以电流镜的形式将电流复制给与pmos管pm1连接的pmos管pm0，pmos管pm0漏电流为vco环路振荡单元提供偏置电流，pmos管pm1漏电端连通接地电阻r3与运算放大器amp3正极，pmos管pm0漏电流为vco环路振荡单元提供偏置电流，所述运算放大器amp3先将vref2缓冲电压输出驱动连接的pmos管
pm1，再以电流镜的形式将pmos管pm1电流复制给连接的pmos管pm0，从而使得可以完好接受来自ldo偏置电流修调电路的偏置电流，ldo偏置电流修调电路的可编程mos管阵列可实现编程对vco环路振荡单元起振频率的偏置电流进行修调，克制了现有工艺下mos管的短沟道效应带来的非线性影响。
7.进一步地，所述ldo偏置电流修调电路还包括ldo缓冲电路，所述ldo缓冲电路由输出电压驱动pmos管pm5将电压转化成电流，将所述pmos管pm5漏端的电流经连接的pmos管nm2采用二极管连接方式接入转化成电压，再通过pmos管pm5和pmos管nm2以电流镜的方式输出给到连接的pmos管pm6阵列和pmos管nm3阵列两个并排的p/n mos管阵列的栅端，利用pmos管pm6阵列和pmos管nm3阵列实现编程，对vco环路振荡单元起振频率的偏置电流进行修调。
8.进一步地，所述ldo缓冲电路还包括pmos管pm5栅端与pmos管pm4栅端连通，pmos管pm4漏端接入接地电阻r4，pmos管pm4漏端串接pmos管nm0栅端，pmos管nm0与pmos管nm1漏端并联接入pmos管nm4源极，pmos管nm4漏端与pmos管nm2、pmos管nm3阵列的漏端并联，从而构建起一个为pmos管pm6阵列和pmos管nm3阵列提供缓冲电压实现编程产生偏置电流的ldo缓冲电路。
9.进一步地，所述ldo缓冲电路还包括pmos管pm2与pmos管pm3栅端连通，pmos管nm0与pmos管pm2的源极连通，pmos管pm2与pmos管pm3栅端连通线上设有互连线接入pmos管nm0与pmos管pm2的源极，pmos管pm3与pmos管nm1的源极并联接入pmos管pm4的栅端。
10.进一步地，p/n mos管阵列通电流端并联接入pmos管pm1漏电端与接地电阻r3之间。
11.进一步具体地，所述ldo缓冲电路还包括译码器模块，所述译码器模块用于选通p/n mos管阵列开关p/nmos的路径，所述译码器模块采用0～255编码可编程配置选通，产生不同的偏置电流，所述译码器模块采用0～255编码可编程配置选通对应256种不同偏置电流关系，可以根据需要对256种偏置电流进行修调达到符合vco环路振荡单元起振频率的偏置电流，该可调频环路振荡器优点有好的电源抑制比；可编程mos管阵列可实现编程对vco振荡单元起振频率进行修调，克制了mos管工艺下的短沟道效应带来的非线性影响。
12.进一步具体地，所述译码器模块可编程的选通p/n mos管阵列，从而调整节点电流以及电流的流向。
13.本技术的有益效果是：本技术的一种可调频环路振荡器，包括ldo单元和vco环路振荡单元，所述ldo单元包括ldo供电电路、ldo偏置电流修调电路，所述ldo供电电路与所述ldo偏置电流修调电路配合为所述vco环路振荡单元提供电压与预设偏置电流，所述vco环路振荡单元根据电压与预设偏置电流产生振荡时钟信号。通过所述ldo供电电路与所述ldo偏置电流修调电路配合为所述vco环路振荡单元提供电压与预设偏置电流来为环路振荡器进行修调，译码器模块产生不同的偏置电流，所述译码器模块采用0～255编码可编程配置选通对应256种不同偏置电流关系，可以根据需要对256种偏置电流进行修调达到符合vco环路振荡单元起振频率的偏置电流，消除电源噪声及调制效应带来的非线性影响。
附图说明
14.图1是本发明实施例的一种可调频环路振荡器示意图；
15.图2是本发明实施例的可调频环路振荡器主体模块示意图；
16.图3是本发明实施例的可调频环路振荡器总体电路示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
18.本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
19.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
20.图1-图3是本技术提供一种可调频环路振荡器，其包括：ldo单元和vco环路振荡单元，所述ldo单元包括ldo供电电路、ldo偏置电流修调电路，所述ldo供电电路与所述ldo偏置电流修调电路配合为所述vco环路振荡单元提供电压与预设偏置电流，所述vco环路振荡单元根据电压与预设偏置电流产生振荡时钟信号,分别采用ldo供电电路与ldo偏置电流修调电路对vco环路振荡单元供电压和提供预设偏置电流，使得vco环路振荡单元有好的电源噪声抑制比，进一步地，ldo偏置电流修调电路的可编程mos管阵列可实现编程，对vco环路振荡单元起振频率进行修调，克制了mos管工艺下的短沟道效应带来的非线性影响。
21.进一步地，所述ldo供电电路中运算放大器amp1将vref1缓冲电压拷贝到电阻分压网络经由串联电阻r0和接地电阻r1分压，所述vref1缓冲电压再经过运算放大器amp2和接地电阻r2分压得到目标电压为vco环路振荡单元供电，amp1和amp2两级的运算放大器具有放大电压作用，经过串联电阻、接地电阻的层层分压得到干净的电压源为vco环路振荡单元供电电压，消除原电源噪声后为vco环路振荡单元供电。
22.进一步具体地，所述ldo偏置电流修调电路包括运算放大器amp3的ldo，其中所述运算放大器amp3先将vref2缓冲电压输出驱动连接的pmos管pm1，再以电流镜的形式将电流复制给与pmos管pm1连接的pmos管pm0，pmos管pm0漏电流为vco环路振荡单元提供偏置电流，pmos管pm1漏电端连通接地电阻r3与运算放大器amp3正极，pmos管pm0漏电流为vco环路振荡单元提供偏置电流，所述运算放大器amp3先将vref2缓冲电压输出驱动连接的pmos管
pm1，再以电流镜的形式将pmos管pm1电流复制给连接的pmos管pm0，从而使得可以完好接受来自ldo偏置电流修调电路的偏置电流，ldo偏置电流修调电路的可编程mos管阵列可实现编程对vco环路振荡单元起振频率的偏置电流进行修调，克制了现有工艺下mos管的短沟道效应带来的非线性影响。
23.请参考图3，进一步地，所述ldo偏置电流修调电路还包括ldo缓冲电路，所述ldo缓冲电路由输出电压驱动pmos管pm5将电压转化成电流，将所述pmos管pm5漏端的电流经连接的pmos管nm2采用二极管连接方式接入转化成电压，再通过pmos管pm5和pmos管nm2以电流镜的方式输出给到连接的pmos管pm6阵列和pmos管nm3阵列两个并排的p/n mos管阵列的栅端，利用pmos管pm6阵列和pmos管nm3阵列实现编程，对vco环路振荡单元起振频率的偏置电流进行修调。
24.进一步地，所述ldo缓冲电路还包括pmos管pm5栅端与pmos管pm4栅端连通，pmos管pm4漏端接入接地电阻r4，pmos管pm4漏端串接pmos管nm0栅端，pmos管nm0与pmos管nm1漏端并联接入pmos管nm4源极，pmos管nm4漏端与pmos管nm2、pmos管nm3阵列的漏端并联，从而构建起一个为pmos管pm6阵列和pmos管nm3阵列提供缓冲电压实现编程产生偏置电流的ldo缓冲电路，ldo偏置电流修调电路的可编程mos管阵列可实现编程对vco环路振荡单元起振频率的偏置电流进行修调，克制了现有工艺下mos管的短沟道效应带来的非线性影响。
25.进一步地，所述ldo缓冲电路还包括pmos管pm2与pmos管pm3栅端连通，pmos管nm0与pmos管pm2的源极连通，pmos管pm2与pmos管pm3栅端连通线上设有互连线接入pmos管nm0与pmos管pm2的源极，pmos管pm3与pmos管nm1的源极并联接入pmos管pm4的栅端，从而实现了ldo缓冲电路的缓冲作用为pmos管pm6阵列和pmos管nm3阵列提供缓冲电压实现编程，ldo偏置电流修调电路的可编程mos管阵列可实现编程对vco环路振荡单元起振频率的偏置电流进行修调，克制了现有工艺下mos管的短沟道效应带来的非线性影响。
26.进一步地，p/n mos管阵列通电流端并联接入pmos管pm1漏电端与接地电阻r3之间，从而将修调后的偏置电流导向pmos管pm1，接地电阻r3起到分压作用，经过串联接地电阻r3分压得到干净的电压源为vco环路振荡单元供电电压，消除原电源噪声后为vco环路振荡单元供电。
27.进一步具体地，所述ldo缓冲电路还包括译码器模块，所述译码器模块用于选通p/n mos管阵列开关p/nmos的路径，所述译码器模块采用0～255编码可编程配置选通，pmos管pm6阵列和pmos管nm3阵列由所述译码器模块选通，产生不同的偏置电流，所述译码器模块采用0～255编码可编程配置选通对应256种不同偏置电流关系，可以根据需要对256种偏置电流进行修调达到符合vco环路振荡单元起振频率的偏置电流。
28.进一步具体地，请参考图3，所述译码器模块可编程选通p/n mos管阵列，从而调整节点电流以及电流的流向，图3中a、b两个节点是pmos管pm6阵列和pmos管nm3阵列的各自p/n阵列管的d端，d端即通电流端，它们共同短接到了x节点，当所述译码器模块编码选通n阵列管，b节点会从pm1漏端抽走电流，从而使x节点电压降低，复制给pmos管pm0的漏端电流也会减小，从而使vco环路振荡单元振荡频率降低，当编码选通p阵列管，a节点会向x节点灌入电流，从而使x节点电压升高，复制给pmos管pm0的漏端电流也会升高，从而使vco振荡频率升高。而所述译码器模块降低和升高的步进值，工程师可由具体需求来对各自p/n阵列管的每一个编码值对应具体开多少个p/n阵列管进行定制设计。
29.本技术的有益效果是：本技术的一种可调频环路振荡器，包括ldo单元和vco环路振荡单元，所述ldo单元包括ldo供电电路、ldo偏置电流修调电路，所述ldo供电电路与所述ldo偏置电流修调电路配合为所述vco环路振荡单元提供电压与预设偏置电流，所述vco环路振荡单元根据电压与预设偏置电流产生振荡时钟信号。通过所述ldo供电电路与所述ldo偏置电流修调电路配合为所述vco环路振荡单元提供电压与预设偏置电流来为环路振荡器进行修调，分别采用供电电路与所述ldo偏置电流修调电路配合为所述vco环路振荡单元提供电压与预设偏置电流有好的电源抑制比；译码器模块产生不同的偏置电流，所述译码器模块采用0～255编码可编程配置选通对应256种不同偏置电流关系，可以根据需要对256种偏置电流进行修调达到符合vco环路振荡单元起振频率的偏置电流，可编程mos管阵列可实现编程对vco环路振荡单元起振频率进行修调，克制了mos管工艺下的短沟道效应带来的非线性影响。
30.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
31.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。