一种高速宽频带频率电压转换电路制造技术

本发明专利技术公开一种高速宽频带频率电压转换电路，采用检测输入信号进行两次上升沿检测，控制两个开关状态的转换，使得两个开关共同导通时，偏置电流源为电容充电时间仅为输入信号的一个周期，从而实现电路由频率信号到电压信号的快速转换，减少输出建立时间，提高整体电路系统的工作效率和响应速度。此外，本发明专利技术在简化电路结构的同时，提升了电路对输入信号的处理速度，降低了功耗，未使用电阻，仅使用一个电容，不需要外部施加控制信号，有效地减小了寄生电容效应、由温度变化引起的热噪声影响并减小版图面积，完全与标准CMOS工艺兼容，降低了生产成本。电路仅需要一个输入信号周期，就可以完成从频率到电压的转换，减少输出建立时间，提高整体电路系统的工作效率和响应速度。

A high speed wide band frequency voltage conversion circuit

The invention discloses a high-speed broadband frequency voltage conversion circuit, the two rising edge detection was used to detect the input signal conversion control two switching state, the two switch common conduction when the bias current source for capacitor charging time is only one period of the input signal, so as to realize the fast conversion circuit by the frequency signal to the voltage signal output, reduce setup time, improve the overall system efficiency and response speed. In addition, the present invention to simplify the circuit structure and improve the circuit on the input signal processing speed, lower power consumption, not only the use of a resistor capacitor, does not require an external control signal is applied, to effectively reduce the thermal noise, parasitic capacitance effect caused by temperature change and reduce the layout area, completely compatible with standard CMOS process, reduce the production cost. The circuit needs only one input signal cycle, which can complete the conversion from frequency to voltage, reduce the output setting time, and improve the efficiency and response speed of the whole circuit system.

【技术实现步骤摘要】
一种高速宽频带频率电压转换电路
本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种高速宽频带频率电压转换电路。
技术介绍
随着无线通信系统的快速发展，无线电频率大量被占用，使得研发智能可重构系统和电磁波频率检测电路成为迫切需求。对于前端系统，频率检测电路是一个关键模块，它必须在复杂、恶劣的环境中进行无线电频率快速识别，并为设备分配未被占用的频带。频率检测电路常用于频率锁定环路、自调谐可重构接收机等，在这类电路中，输出建立时间必须非常短，以便适用于高速通信设备。传统的频率电压转换电路多数基于电荷泵积分的方法，采用多个开关控制，在一个周期内对一个电容充电，在下一个周期内该电容放电并为另一个电容充电。然而，这种方法和电路结构需要经过多个周期，才能使输出电压达到稳定值，输出建立时间长，限制了频率锁定环路等后续电路模块的工作性能，而且控制开关寄生电容较大，检测频带范围窄，电路功耗高，准确度与灵敏度不高，占用过多的芯片面积，易受温度、噪声和外界因素的干扰，降低了整体电路系统的性能指标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是传统的频率电压转换电路所存在的问题，提供一种高速宽频带频率电压转换电路。为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高速宽频带频率电压转换电路，包括反相器I2～I11，与非门I12，PMOS管PM1～PM9，NMOS管NM1～NM10，以及电容C；反相器I2的输入端形成本频率电压转换电路的输入端口Vin；反相器I2的输出端连接反相器I3的输入端，反相器I3的输出端同时连接NMOS管NM4的栅极、NMOS管NM1的漏极、PMOS管PM1的漏极、与非门I12的一个输入端和反相器I8的输入端；NMOS管NM4的漏极连接反相器I5的输入端、PMOS管PM4的漏极、PMOS管PM5的漏极、PMOS管PM8的栅极和反相器I6的输入端；反相器I8的输出端接PMOS管PM4的栅极；PMOS管PM8的源极与PMOS管PM7的漏极相连；PMOS管PM7的栅极接偏置电压Vb；反相器I6的输出端接反相器I7的输入端，反相器I7的输出端接NMOS管NM6的栅极；NMOS管NM1的源极、PMOS管PM1的源极、PMOS管PM2的漏极和PMOS管PM3的栅极相连；PMOS管PM3的漏极、NMOS管NM2的漏极、NMOS管NM3的漏极、NMOS管NM5的栅极和反相器I4的输入端相连；反相器I4的输出端接NMOS管NM2的栅极；NMOS管NM5的漏极接NMOS管NM4的源极；反相器I8的输出端经反相器I与反相器I10的输入端连接，反相器I10的输出端接与非门I12的另一个输入端；与非门I12的输出端接PMOS管PM6的栅极；PMOS管PM6的漏极、NMOS管NM7的漏极、NMOS管NM8的漏极、NMOS管NM6的漏极、PMOS管PM9的栅极和反相器I11的输入端相连；反相器I11的输出端接NMOS管NM7的栅极；PMOS管PM9的源极、NMOS管NM9的漏极和PMOS管PM8的漏极相连；NMOS管NM10的的漏极、PMOS管PM9的漏极和电容C的一端相连后，形成本频率电压转换电路的输出端口Vout；NMOS管NM1、PMOS管PM2和PMOS管PM5的栅极同时接复位信号RST；PMOS管PM1、NMOS管NM3、NMOS管NM8～NMOS管NM10的栅极同时接复位信号～RST；上述复位信号RST与复位信号～RST互为反向信号；PMOS管PM2～PMOS管PM7的源极接电源VDD；电容C的另一端、NMOS管NM2、NMOS管NM3、以及NMOS管NM5～NMOS管NM10的源极与地GND相连。上述高速宽频带频率电压转换电路，进一步包括反相器I1，该反相器I1的一端连接复位信号RST，反相器I1的另一端连接复位信号～RST。与现有技术相比，本专利技术具体如下特点：1、输入信号的第一个上升沿控制一个开关由关断转换为导通，用第二个上升沿控制另一个开关由导通转换为关断，频率电压转换电路仅需要一个输入信号周期，就可以完成从频率到电压的转换，减少输出信号建立时间，提高整体电路系统的工作效率和响应速度；2、完成从频率到电压的转换，不需要施加外部控制信号，有效地减少了控制开关所产生的寄生电容，增大了频率检测范围，提高了灵敏度；3、电容充电时间仅为输入信号的一个周期，有效地降低了整体电路的功耗。附图说明图1为一种高速宽频带频率电压转换电路的电路原理图。图2为本专利技术的输入输出关系图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。一种一种高速宽频带频率电压转换电路，如图1所示，主要由反相器I1～I11，与非门I12，PMOS管PM1～PM9，NMOS管NM1～NM10，以及电容C组成。反相器I1的输入端接电路输入端口RST，反相器I1的输出端接线～RST，反相器I2、I3级联，I2的输入端接电路的输入端口Vin，I3的输出端与PM1、NM1的漏极相连，PM1的栅极接线RST，NM1的栅极接RST，PM1、NM1的源极相连后与PM2的漏极相连，PM2的源极接电源VDD，PM2的栅极接RST，PM3的源极接电源VDD，PM3的栅极与PM2的漏极相连，PM3的漏极接反相器I4的输入端，反相器I4的输出端与NM2的栅极相连，NM2的漏极与PM3的漏极相连，NM2的源极与地GND相连。NM3的漏极与PM3的漏极相连，NM3的栅极与线～RST相连，NM3的源极与地GND相连。PM4的源极与电源VDD相连，PM4的栅极与反相器I5的输出端相连，PM4的漏极与反相器I5的输入端相连，NM4的漏极与PM4的漏极相连，NM4的栅极与反相器I3的输出端相连，NM4的源极与NM5的漏极相连，NM5的栅极与PM3的漏极相连，NM5的源极与地GND相连。PM5的源极与电源VDD相连，PM5的栅极与RST相连，PM5的漏极与PM4的漏极相连，反相器I6的输入端与PM5的漏极相连，反相器I6与反相器I7级联，反相器I7的输出端与NM6的栅极相连，NM6的源极与地GND相连，NM6的漏极与PM6的漏极相连。PM7的源极与电源VDD相连，PM7的栅极与Vb相连，PM7的漏极与PM8的源极相连。PM8的栅极与PM5的漏极相连，PM8的漏极与NM9的漏极相连，NM9的栅极与线～RST相连，NM9的源极与地GND相连。反相器I8、I9、I10相级联，反相器I8的输入端与反相器I3的输出端相连，反相器I10的输出端同与非门I12的一个输入端相连，与非门I12的另一个输入端与反相器I3的输出端相连，与非门I12的输出端与PM6的栅极相连，PM6的源极与电源VDD相连，PM6的漏极与反相器I11的输入端相连，反相器I11的输出端与NM7的栅极相连，NM7的漏极与PM6的漏极相连，NM7的源极与地GND相连，NM8的漏极与PM6的漏极相连，NM8的栅极与线～RST相连，NM8的源极与地GND相连。PM9的源极与NM9的漏极相连，PM9的栅极与PM6的漏极相连，PM9的漏极与NM10的漏极相连，NM10的栅极与向～RST相连，NM10的源极与地GND相连。电容C的一端与PM9的漏极相连后接电路的输出端Vout，电容C的另一端与地GND相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速宽频带频率电压转换电路，其特征在于：包括反相器I2～I11，与非门I12，PMOS管PM1～PM9，NMOS管NM1～NM10，以及电容C；反相器I2的输入端形成本频率电压转换电路的输入端口Vin；反相器I2的输出端连接反相器I3的输入端，反相器I3的输出端同时连接NMOS管NM4的栅极、NMOS管NM1的漏极、PMOS管PM1的漏极、与非门I12的一个输入端和反相器I8的输入端；NMOS管NM4的漏极连接反相器I5的输入端、PMOS管PM4的漏极、PMOS管PM5的漏极、PMOS管PM8的栅极和反相器I6的输入端；反相器I8的输出端接PMOS管PM4的栅极；PMOS管PM8的源极与PMOS管PM7的漏极相连；PMOS管PM7的栅极接偏置电压Vb；反相器I6的输出端接反相器I7的输入端，反相器I7的输出端接NMOS管NM6的栅极；NMOS管NM1的源极、PMOS管PM1的源极、PMOS管PM2的漏极和PMOS管PM3的栅极相连；PMOS管PM3的漏极、NMOS管NM2的漏极、NMOS管NM3的漏极、NMOS管NM5的栅极和反相器I4的输入端相连；反相器I4的输出端接NMOS管NM2的栅极；NMOS管NM5的漏极接NMOS管NM4的源极；反相器I8的输出端经反相器I9与反相器I10的输入端连接，反相器I10的输出端接与非门I12的另一个输入端；与非门I12的输出端接PMOS管PM6的栅极；PMOS管PM6的漏极、NMOS管NM7的漏极、NMOS管NM8的漏极、NMOS管NM6的漏极、PMOS管PM9的栅极和反相器I11的输入端相连；反相器I11的输出端接NMOS管NM7的栅极；PMOS管PM9的源极、NMOS管NM9的漏极和PMOS管PM8的漏极相连；NMOS管NM10的的漏极、PMOS管PM9的漏极和电容C的一端相连后，形成本频率电压转换电路的输出端口Vout；NMOS管NM1、PMOS管PM2和PMOS管PM5的栅极同时接复位信号RST；PMOS管PM1、NMOS管NM3、NMOS管NM8～NMOS管NM10的栅极同时接复位信号～RST；上述复位信号RST与复位信号～RST互为反向信号；PMOS管PM2～PMOS管PM7的源极接电源VDD；电容C的另一端、NMOS管NM2、NMOS管NM3、以及NMOS管NM5～NMOS管NM10的源极与地GND相连。...

【技术特征摘要】
1.一种高速宽频带频率电压转换电路，其特征在于：包括反相器I2～I11，与非门I12，PMOS管PM1～PM9，NMOS管NM1～NM10，以及电容C；反相器I2的输入端形成本频率电压转换电路的输入端口Vin；反相器I2的输出端连接反相器I3的输入端，反相器I3的输出端同时连接NMOS管NM4的栅极、NMOS管NM1的漏极、PMOS管PM1的漏极、与非门I12的一个输入端和反相器I8的输入端；NMOS管NM4的漏极连接反相器I5的输入端、PMOS管PM4的漏极、PMOS管PM5的漏极、PMOS管PM8的栅极和反相器I6的输入端；反相器I8的输出端接PMOS管PM4的栅极；PMOS管PM8的源极与PMOS管PM7的漏极相连；PMOS管PM7的栅极接偏置电压Vb；反相器I6的输出端接反相器I7的输入端，反相器I7的输出端接NMOS管NM6的栅极；NMOS管NM1的源极、PMOS管PM1的源极、PMOS管PM2的漏极和PMOS管PM3的栅极相连；PMOS管PM3的漏极、NMOS管NM2的漏极、NMOS管NM3的漏极、NMOS管NM5的栅极和反相器I4的输入端相连；反相器I4的输出端接NMOS管NM2的栅极；NMOS管NM5的漏极接NMOS管NM4的源极；反相器I8的输出端经...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫林，刘俊昕，孙晓菲，李海鸥，段吉海，韦保林，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45