振幅检测控制电路和数控晶体振荡器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种数控晶体振荡器的振幅检测控制电路和数控晶体振荡器系统，所述振幅检测控制电路包括：峰值检测电路、控制电路和补偿输出电路；峰值检测电路包括对振荡器的正向峰值电压进行检测得到第一检测电压的正向峰值检测单元、对振荡器的反向峰值电压进行检测得到第二检测电压的反向峰值检测单元和对所述第一检测电压进行补偿得到第三检测电压的补偿单元；控制电路对第三检测电压和第二检测电压进行处理，生成控制电压；补偿输出电路根据所述控制电压生成控制电流，用于控制补偿所述数控晶体振荡器的震荡幅度。

【技术实现步骤摘要】
振幅检测控制电路和数控晶体振荡器系统
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种振幅检测控制电路和数控晶体振荡器系统。
技术介绍
数字控制晶体振荡器(DCXO)电路在现代无线通信芯片系统中得到广泛应用。通常由以下几部分组成：提供振荡所需负阻的振荡放大器，保证起振的振幅检测与控制电路，有的设计还会加上温度补偿电路来修正温度变化带来的振荡频率的漂移。其中，振荡幅度检测和控制电路用来保证起振和/或快速的启动。振荡幅度检测和控制电路有数字和模拟两种常见的实现途径。数字实现方式中，通常会要求有额外的时钟输入，而因为时钟域上的延迟无法做到实时的控制，因此会影响电路的可靠性。模拟实现方式中，可提供对振幅的实时控制也不需要有额外的时钟输入，但其使用的检测门限会随工艺、电源电压和温度(PVT)的变化而发生变化，从而影响电路的可靠性。另外的振幅检测和控制电路还会引入额外的相噪和负载问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种振幅检测控制电路和数控晶体振荡器系统，其中振幅检测控制电路能够对振荡放大器的震荡幅度进行稳定检测，并根据检测结果补偿数字控制晶体振荡器的震荡幅度，使之恒定，有效的提高了数字控制晶体振荡器电路的可靠性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种数控晶体振荡器的振幅检测控制电路，其特征在于，所述振幅检测控制电路包括：峰值检测电路、控制电路和补偿输出电路；所述峰值检测电路包括：正向峰值检测单元，用于对振荡器的正向峰值电压进行检测，得到第一检测电压；反向峰值检测单元，用于对振荡器的反向峰值电压进行检测，得到第二检测电压；补偿单元，与所述正向峰值检测单元相连接，用于对所述第一检测电压进行补偿，得到第三检测电压，所述补偿用以在第一检测电压中抵消反向峰值检测单元中引入的第二检测电压与反向峰值电压之间的电压差；所述控制电路用于对所述第三检测电压和第二检测电压进行处理，产生控制电压；所述补偿输出电路根据所述控制电压生成控制电流，用于补偿所述数控晶体振荡器的震荡幅度。优选的，述正向峰值检测单元具体包括：第一N型金属-氧化物-半导体NMOS晶体管M1、直流偏置电路和第一电容C1；其中，所述直流偏置电路具体包括：第一电流源、偏置反馈电路、和电流镜；所述第一电流源用于向所述电流镜提供恒定的第一电流I1；所述偏置反馈电路用于向所述电流镜提供工作电压；所述第一NMOS晶体管的栅极接入振荡放大器输出信号；所述第一电容C1的两端分别连接所述第一NMOS晶体管M1的源极和地；所述电流镜具体包括第二NMOS晶体管M6和第三NMOS晶体管M5，所述第二NMOS晶体管M6和第三NMOS晶体管M5共栅共源连接，所述第二NMOS晶体管M6为所述电流镜的输入端，与所述第一电流源串联连接，所述第一NMOS晶体管M1与所述第三NMOS晶体管M5串联连接，为所述电流镜的输出端；其中，所述偏置反馈电路为第二NMOS晶体管M6和第三NMOS晶体管M5共栅端提供导通电压，所述偏置反馈电路为第二NMOS晶体管M6和第三NMOS晶体管M5按第一比例匹配，以使所述流过第三NMOS晶体管M6和第一NMOS晶体管M5的第二电流与所述第一电流具有第一比例关系；所述第一NMOS晶体管M1的源极为正向峰值检测单元的输出端，输出第一检测电压。进一步优选的，所述偏置反馈电路具体包括：第一运算放大器和第四NMOS晶体管M7；所述第一运算放大器的正向输入端接入参考电路电压，反向输入端接入第四NMOS晶体管M7的源极的输出电压，输出端连接第四NMOS晶体管M7的栅极，通过所述第一运算放大器的增益控制所述第四NMOS晶体管持续导通，以使所述第一电流源的电流I1经所述第四NMOS晶体管M7后输入所述第二NMOS晶体管M6的漏极。优选的，所述补偿单元具体包括：第一PMOS晶体管M2和第二电流源I0a；所述反相峰值检测单元具体包括：第二PMOS晶体管M3、第三电流源I0b和第二电容C2；第二电流源I0a串接在第一PMOS晶体管M2的源极，向第一PMOS晶体管M2提供恒定的导通电流I0a；第三电流源I0b串接在第二PMOS晶体管M3的源极，向第二PMOS晶体管M3提供恒定的导通电流I0b；其中，控制第二电流源I0a、第三电流源I0b，使流过所述第一PMOS晶体管M2的电流与流过所述第二PMOS晶体管M3的电流相等，以使第一PMOS晶体管M2的导通压降VGS2与第二PMOS晶体管M3的导通压降VGS3相同；第一PMOS晶体管M2的栅极接入所述正向峰值检测单元输出的第一检测电压，源极与控制电路的一个输入端相连接；第二PMOS晶体管M3的栅极接入输入振荡放大器输出信号，源极与控制电路的另一个输入端相连接；所述第一PMOS晶体管M2与第二PMOS晶体管M3共漏极接地。优选的，所述控制电路具体包括第二运算放大器，所述控制电路具体包括可控电流源；所述第二运算放大器的正向输入端接入第三检测电压，反向输入端接入第二检测电压，生成输出电压；所述输出电压用于控制所述可控电流源产生的控制电流的大小。进一步优选的，所述第二运算放大器具体为限幅放大器。优选的，所述振幅检测控制电路还包括开关电路，所述开关电路用于根据所述控制电流得到计算峰值电压，与参考电压相比较，并根据比较结果确定所述补偿输出电路的开启或关断。进一步优选的，所述开关电路具体包括:第一电阻R1、第一比较器和延时单元；所述第一电阻串联在第一比较器的正向输入端与地端之间，所述控制电流经过第一电阻流入地端；所述第一比较器对所述计算峰值电压和比较参考电压进行比较，输出比较结果；所述延时单元用于对所述第一比较器的比较结果进行延时，生成电路开关控制信号，用于控制所述控制电路的开启或关断。进一步优选的，所述延时单元具体包括计数器、时钟除法器和时钟开关单元；所述时钟开关单元接受所述数控晶体振荡器输出的时钟信号，经过时钟除法器处理后为所述第一比较器提供时钟信号输入；所述计数器用以实现对所述第一比较器的比较结果进行延时，并通过所述比较结果反馈控制所述时钟开关单元。优选的，所述第一电阻R1＝Vth/Ictrl_th；其中Vth为阈值电压，Ictrl_th为振荡电路中允许关断所述振幅检测控制电路的最小电流值。第二方面，本专利技术实施例提供了一种数控晶体振荡器系统，包括：振荡放大器、参考生成电路和如上述第一方面所述的振幅检测控制电路。本专利技术提供的振幅检测控制电路和数控晶体振荡器系统，能够对振荡放大器的震荡幅度进行稳定检测，并根据检测结果补偿数字控制晶体振荡器的震荡幅度，使之恒定，有效的提高了数字控制晶体振荡器系统的可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种振幅检测控制电路的电路图；图2为本专利技术实施例提供的一种正向峰值检测单元的电路图；图3为本专利技术实施例提供的一种开关电路的电路图；图4为本专利技术实施例提供的数控晶体振荡器系统的示意图。下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种数控晶体振荡器的振幅检测控制电路，能够对振荡放大器的震荡幅度进行稳定检测，并根据检测结果补偿数字控制晶体振荡器的震荡幅度，使之恒定，有效的提高了数字控制晶体振荡器电路的可靠性。图1为本专利技术实施例提供的低功耗振荡器的电路图。如图1所示，所述振幅检测控制电路包括：峰值检测电路1、控制电路2和补偿输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控晶体振荡器的振幅检测控制电路，其特征在于，所述振幅检测控制电路包括：峰值检测电路、控制电路和补偿输出电路；所述峰值检测电路包括：正向峰值检测单元，用于对振荡器的正向峰值电压进行检测，得到第一检测电压；反向峰值检测单元，用于对振荡器的反向峰值电压进行检测，得到第二检测电压；补偿单元，与所述正向峰值检测单元相连接，用于对所述第一检测电压进行补偿，得到第三检测电压，所述补偿用以在第一检测电压中抵消反向峰值检测单元中引入的第二检测电压与反向峰值电压之间的电压差；所述控制电路用于对所述第三检测电压和第二检测电压进行处理，产生控制电压；所述补偿输出电路根据所述控制电压生成控制电流，用于补偿所述数控晶体振荡器的震荡幅度。

【技术特征摘要】
1.一种数控晶体振荡器的振幅检测控制电路，其特征在于，所述振幅检测控制电路包括：峰值检测电路、控制电路和补偿输出电路；所述峰值检测电路包括：正向峰值检测单元，用于对振荡器的正向峰值电压进行检测，得到第一检测电压；反向峰值检测单元，用于对振荡器的反向峰值电压进行检测，得到第二检测电压；补偿单元，与所述正向峰值检测单元相连接，用于对所述第一检测电压进行补偿，得到第三检测电压，所述补偿用以在第一检测电压中抵消反向峰值检测单元中引入的第二检测电压与反向峰值电压之间的电压差；所述控制电路用于根据所述第三检测电压和所述第二检测电压生成控制电压，所述控制电路包括第二运算放大器；所述补偿输出电路根据所述控制电压生成控制电流，用于补偿所述数控晶体振荡器的震荡幅度；其中，所述补偿输出电路包括可控电流源；所述控制电压用于控制所述可控电流源产生的控制电流的大小。2.根据权利要求1所述的振幅检测控制电路，其特征在于，所述正向峰值检测单元具体包括：第一N型金属-氧化物-半导体NMOS晶体管M1、直流偏置电路和第一电容C1；其中，所述直流偏置电路具体包括：第一电流源、偏置反馈电路、和电流镜；所述第一电流源用于向所述电流镜提供恒定的第一电流I1；所述偏置反馈电路用于向所述电流镜提供工作电压；所述第一NMOS晶体管的栅极接入振荡放大器输出信号；所述第一电容C1的两端分别连接所述第一NMOS晶体管M1的源极和地；所述电流镜具体包括第二NMOS晶体管M6和第三NMOS晶体管M5，所述第二NMOS晶体管M6和第三NMOS晶体管M5共栅共源连接，所述第二NMOS晶体管M6为所述电流镜的输入端，与所述第一电流源串联连接，所述第一NMOS晶体管M1与所述第三NMOS晶体管M5串联连接，为所述电流镜的输出端；其中，所述偏置反馈电路为第二NMOS晶体管M6和第三NMOS晶体管M5共栅端提供导通电压，所述偏置反馈电路为第二NMOS晶体管M6和第三NMOS晶体管M5按第一比例匹配，以使流过第三NMOS晶体管M6和第一NMOS晶体管M5的第二电流与所述第一电流具有第一比例关系；所述第一NMOS晶体管M1的源极为正向峰值检测单元的输出端，输出第一检测电压。3.根据权利要求2所述的振幅检测控制电路，其特征在于，所述偏置反馈电路具体包括：第一运算放大器和第四NMOS晶体管M7；所述第一运算放大器的正向输入端接入参考电路电压，反向输入端接入第四NMOS晶体管M7的源极的输出电压，输出端连接第四NMOS晶体管M7的栅极，通过所述第一运算放大器的增益控制所述第四NMOS晶体管持续导通，以使所述第一电流源的电流I1经所述第四NMOS晶体管M7后输入所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏波，
申请(专利权)人：无锡中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32