一種快速頻率穩(wěn)定壓控振蕩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鎖相環(huán)型頻率合成器領(lǐng)域，具體涉及一種快速頻率穩(wěn)定壓控振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]已有的鎖相環(huán)型頻率合成器中，壓控振蕩器(VCO)的頻率穩(wěn)定是通過(guò)兩步完成的:頻帶選擇和環(huán)路微調(diào)。頻帶選擇是根據(jù)數(shù)字基帶控制信號(hào)的值，通過(guò)調(diào)節(jié)可變電容陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其主要完成頻率的粗調(diào)功能；在頻帶選定之后，鎖相環(huán)根據(jù)壓控振蕩器的前級(jí)電荷泵提供的電壓信號(hào)進(jìn)行頻率的微調(diào)，最終完成整個(gè)頻率合成器的頻率鎖定。然而，由于工藝、溫度和電壓的變化，頻帶選擇所采用的可變電容陣列中的電容器件會(huì)與理想值之間產(chǎn)生誤差，或者說(shuō)陣列器件存在匹配誤差。這個(gè)誤差會(huì)導(dǎo)致選擇的頻帶偏離理想頻帶，需要頻率微調(diào)部分來(lái)補(bǔ)償，從而需要更多的微調(diào)循環(huán)周期，延長(zhǎng)了頻率合成器的鎖定時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供一種快速頻率穩(wěn)定壓控振蕩器，其可提高VCO頻帶選擇準(zhǔn)確度，降低頻率鎖定所需的時(shí)鐘周期，減小頻率合成器的頻率鎖定時(shí)間，使得VCO的輸出信號(hào)頻率可以快速穩(wěn)定。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)施:
[0005]一種快速頻率穩(wěn)定壓控振蕩器，其特征在于:包括并聯(lián)連接的VCO電路模塊和可變電容陣列，VCO電路模塊和可變電容陣列的并聯(lián)連接接點(diǎn)分別連接壓控振蕩器的正、負(fù)極輸出端V0UT+、V0UT-，VCO電路模塊分別與前級(jí)電荷泵的信號(hào)輸出端以及電源電壓VDD相連接，可變電容陣列還與調(diào)控其運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)字DWA調(diào)制模塊以及濾波電容相連接。
[0006]上述技術(shù)方案中，通過(guò)對(duì)壓控振蕩器中的可變電容陣列使用數(shù)據(jù)權(quán)重平均(DWA)技術(shù)，降低由于工藝、溫度和電壓變化導(dǎo)致的陣列器件失配噪聲，提高頻帶選擇準(zhǔn)確度，降低頻率微調(diào)所需的時(shí)鐘周期，較之傳統(tǒng)無(wú)數(shù)字校正算法的VC0，具有更短的頻率穩(wěn)定時(shí)間。另外，數(shù)據(jù)權(quán)重平均模塊采用全數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，具有極低的功耗和芯片面積，非常適合寬頻帶壓控振蕩器的應(yīng)用場(chǎng)合。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明的原理框圖；
[0008]圖2為VCO電路模塊的電路原理圖；
[0009]圖3為可變電容陣列的電路原理圖；
[0010]圖4為數(shù)字DWA調(diào)制模塊的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0011]圖5為數(shù)字DWA調(diào)制模塊的電路原理圖；
[0012]圖6為可變電容陣列的選擇示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，以下文字僅僅用以描述本發(fā)明的一種或幾種具體的實(shí)施方式，并不對(duì)本發(fā)明具體請(qǐng)求的保護(hù)范圍進(jìn)行嚴(yán)格限定。
[0014]本發(fā)明采取的技術(shù)方案如圖1所示，一種快速頻率穩(wěn)定壓控振蕩器，包括并聯(lián)連接的VCO電路模塊40和可變電容陣列20，VCO電路模塊40和可變電容陣列20的并聯(lián)連接接點(diǎn)分別連接壓控振蕩器的正、負(fù)極輸出端VOUT+、VOUT-, VCO電路模塊40分別與前級(jí)電荷泵的信號(hào)輸出端以及電源電壓VDD相連接，可變電容陣列20還與調(diào)控其運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)字DffA調(diào)制模塊10以及濾波電容30相連接。VOUT+為壓控振蕩器正極輸出端，VOUT-為壓控振蕩器的負(fù)極輸出端，VCP為來(lái)自于前級(jí)電荷泵的輸出信號(hào)，VCO電路模塊40和可變電容陣列20并聯(lián)連接，并聯(lián)連接點(diǎn)分別連接正、負(fù)極輸出端V0UT+、V0UT-，數(shù)字DWA調(diào)制模塊10為可變電容陣列20提供數(shù)字控制信號(hào)，在該控制信號(hào)的控制下，壓控振蕩器的振蕩頻率可以更加快速的穩(wěn)定。
[0015]圖2為VCO電路模塊40的電路原理圖，VOUT+和VOUT-為壓控振蕩器核心電路的正、負(fù)極輸出端口，VCP為來(lái)自于前級(jí)電荷泵的輸出控制電壓信號(hào)；電源電壓VDD分兩路分另IJ連接晶體管M1、M2的源極，晶體管Ml的柵極與晶體管M2的漏極短接，并分別連接電感L的一端，可變電容CB的一端，晶體管M4的漏極和晶體管M3的柵極；晶體管M2的柵極連接晶體管Ml的漏極，電感L的另一端，可變電容CB的另一端，晶體管M3的漏極以及晶體管M4的柵極；晶體管M3、M4的源極短接，并連接電流源IBIAS的輸入端，電流源IBIAS的輸出端接入地。
[0016]可變電容陣列20由若干并聯(lián)連接的可變電容單元(具體可設(shè)置16個(gè))構(gòu)成，濾波電容30由若干第三電容(Cl、C2、C3……C16)構(gòu)成，第三電容和可變電容單元的個(gè)數(shù)相同，可變電容單元包括串聯(lián)連接的第一可變電容(CV1、CV2……CV16)、第二可變電容(CV17、CV18……CV32)，第一、二可變電容串聯(lián)連接的接點(diǎn)處分別連接第三電容以及數(shù)字DWA調(diào)制模塊10的信號(hào)輸出端，第三電容的一端接地。圖3為可變電容陣列20的電路原理圖，VOUT+和VOUT-分別為壓控振蕩器的正、負(fù)輸出端，控制信號(hào)S[15]至S[0]為圖1中數(shù)字DWA調(diào)制模塊10的輸出數(shù)字信號(hào)，可變電容CVl和CV17、CV2和CV18、CV3和CV19、CV4和CV20、CV5和 CV21、CV6 和 CV22、CV7 和 CV23、CV8 和 CV24、CV9 和 CV25、CVlO 和 CV26、CVll 和 CV27、CV12 和 CV28、CV13 和 CV29、CV14 和 CV30、CV15 和 CV3UCV16 和 CV32 分別串聯(lián)連接，串聯(lián)之后的各支路再并聯(lián)連接，并聯(lián)連接點(diǎn)一端連接V0UT+，另一端連接VOUT-;各串聯(lián)支路的串聯(lián)連接點(diǎn)分別連接圖1中的濾波電容30的各電容器件Cl，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C1, ClL C12，C13，C14，C15，C16，這些電容器件的另一端均接入地。
[0017]圖4所示為數(shù)字DWA調(diào)制模塊10的原理圖。INPUT為數(shù)字輸入信號(hào)，由數(shù)字基帶模塊提供，OUTPUT為DWA調(diào)制模塊輸出信號(hào)，用來(lái)控制可變電容陣列20的選擇方式；輸入信號(hào)進(jìn)入數(shù)字加/減法器中，與來(lái)自I位量化器的輸出信號(hào)進(jìn)行求差運(yùn)算，所產(chǎn)生的數(shù)字輸出信號(hào)進(jìn)入數(shù)字積分器中進(jìn)行累加運(yùn)算，其輸出信號(hào)進(jìn)入I位量化器中，量化后的信號(hào)一路連接輸出端OUTPUT，另一路信號(hào)反饋至數(shù)字加/減法器中。
[0018]數(shù)字DWA調(diào)制模塊10包括數(shù)字加法器11、觸發(fā)器16、數(shù)字比較器12、反相器IVN1、加法器13、多路選擇器14、控制信號(hào)產(chǎn)生器15以及外部電路提供的恒定數(shù)字信號(hào)DCONST和時(shí)鐘信號(hào)CLK ;數(shù)字加法器11的輸出端分三路分別與數(shù)字比較器12、加法器13、多路選擇器14相連接，外部電路提供的恒定數(shù)字信號(hào)DCONST分別輸入至數(shù)字比較器12和反相器IVNl，反相器IVNl的輸出端與加法器13的輸入端相連接，數(shù)字比較器12和加法器13的輸出端均與多路選擇器14的輸入端相連接，多路選