数字控制振荡器、电子设备及控制方法技术

本公开内容涉及数字控制振荡器、电子设备及用于数字控制振荡器的控制方法。根据本公开内容的一个实施例，该数字控制振荡器包括：第一电流生成单元，用于在偏置电压的控制下生成流向第一节点的第一电流；第二电流生成单元，用于在偏置电压的控制下，基于控制字生成流过第二节点第二电流；振荡信号生成单元，用于基于第二电流生成振荡信号；电流镜单元，用于接收基准电流和来自第一节点的第三电流；以及分流单元，用于在第二节点处的节点电压的控制下接收来自第一节点的第四电流，以使得数字控制振荡器的关于控制字的频率增益基本不变。本公开内容的方案至少能实现如下效果：稳定频率增益和提升输出信号的品质。

Digital Controlled Oscillator, Electronic Equipment and Control Method

【技术实现步骤摘要】
数字控制振荡器、电子设备及控制方法
本公开内容总体上涉及振荡器，更具体地，涉及数字控制振荡器、电子设备及用于数字控制振荡器的控制方法。
技术介绍
振荡器是许多电子设备的重要组成部分。使用振荡器可以将直流电能转换为具有一定频率的交流电能。振荡器包括数字控制振荡器。数字控制振荡器可以用于诸如数字通信的诸多领域。例如，数字控制振荡器用于产生数字电路中的时钟信号或用在锁相器中。因此，数字控制振荡器受到越来越多的关注。改善数字数字控制振荡器的性能是期望的。
技术实现思路
在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容的某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。专利技术人注意到：通常，数字控制振荡器的振荡信号生成单元输出的振荡信号会随着输入到振荡信号生成单元的输入电流的增大而增大，其中，输入电流受输入到数字控制振荡器的控制字控制，并且控制字增大，输入电流也会增大；但是，随着控制字的增大，单位输入电流增量带来的频率增益会下降，即，振荡信号的频率关于控制字的微分会减小。频率增益的下降可以劣化输出的振荡信号的品质，例如，关于控制字的频率增益下降，输振荡器的输出信号的抖动、相位噪声会加剧。因此，以下研究是有意义的：改善数字控制振荡器的关于控制字的频率增益。根据本公开内容的一方面，提供了一种数字控制振荡器，包括第一节点；第一电流生成单元，用于在偏置电压的控制下生成流向第一节点的第一电流；第二节点；第二电流生成单元，用于在偏置电压的控制下，基于控制字生成流过第二节点的与第一电流呈第一镜像关系的第二电流；振荡信号生成单元，用于基于第二电流生成振荡信号；电流镜单元，用于接收基准电流和来自第一节点的第三电流，并且电流镜单元被连接成使得第三电流与基准电流呈第二镜像关系；以及分流单元，用于在第二节点处的节点电压的控制下接收来自第一节点的第四电流，以使得数字控制振荡器的关于控制字的频率增益基本不变。根据本公开内容的一方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括前述数字控制振荡器。根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于数字控制振荡器的控制方法，包括：提供偏置电压；在偏置电压的控制下生成流向第一节点的第一电流；在偏置电压的控制下，基于控制字生成流过第二节点的与第一电流呈第一镜像关系的第二电流；以及基于第二电流生成振荡信号；其中，第一电流被分流为来自第一节点的第三电流和第四电流；第三电流被控制成与基准电流呈第二镜像关系；并且第四电流由第二节点处的节点电压来控制以使得数字控制振荡器的关于控制字的频率增益基本不变。本公开内容的数字控制振荡器、电子设备以及用于数字控制振荡器的控制方法至少能实现如下效果：提供基本不变的频率增益、抑制输出信号的抖动和相位噪声。附图说明参照附图下面说明本公开内容的实施例，这将有助于更加容易地理解本公开内容的以上和其他目、特点和优点。附图只是为了示出本公开内容的原理。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。在附图中：图1示出了根据本公开内容的一个实施例的数字控制振荡器的示例性框图；图2示出了根据本公开内容的一个实施例的数字控制振荡器的示例性电路图；图3示出了振荡频率与控制字之间的关系；图4示出了频率增益与振荡频率之间的关系；以及图5示出了根据本公开内容的一个实施例的数字控制振荡器的控制方法的流程图。具体实施方式在下文中将结合附图对本公开内容的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中可以做出很多特定于实施例的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施例的不同而有所改变。在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开内容，在附图中仅仅示出了与根据本公开内容的方案密切相关的装置结构，而省略了与本公开内容关系不大的其他细节。应理解的是，本公开内容并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。在本文中，在可行的情况下，实施例可以相互组合、不同实施例之间的特征替换或借用、在一个实施例中省略一个或多个特征。本公开内容涉及数字控制振荡器，尤其涉及数字控制振荡器的关于控制字的频率增益。下面参考图1描述根据本公开内容的一个实施例的数字控制振荡器。图1示出了根据本公开内容的一个实施例的数字控制振荡器100的示例性框图。数字控制振荡器100包括：第一节点n1、第一电流生成单元101、第二节点n2、第二电流生成单元102、振荡信号生成单元103、电流镜单元104和分流单元105。第一电流生成单元101用于在偏置电压Vb的控制下生成流向第一节点n1的第一电流I1。第二电流生成单元102用于在偏置电压Vb的控制下，基于控制字Co生成流过第二节点n2的第二电流I2，其中，第二电流I2与第一电流I1呈第一镜像关系。振荡信号生成单元103用于基于第二电流I2生成振荡信号So，其中，振荡信号的振荡频率用f来表示。根据控制字Co可以控制振荡频率f。电流镜单元104用于接收基准电流Ir和来自第一节点n1的第三电流I3，并且电流镜单元104被连接成使得第三电流I3与基准电流Ir呈第二镜像关系。分流单元105用于在第二节点n2处的节点电压V2的控制下接收来自第一节点n1的第四电流I4，以使得数字控制振荡器100的关于控制字Co的频率增益K基本不变。例如，频率增益K在90％Kp至110％Kp之间、95％Kp至105％Kp之间或99％Kp至101％Kp之间，并且Kp为预定频率增益。频率增益K基本不变所对应的输出信号的振荡频率的范围例如为0.8GHz至10GHz。如图1中所示，数字控制振荡器100还包括接地端子GND和电源端子VDD；第二电流生成单元102经由第二节点n2与振荡信号生成单元103连接；第一电流生成单元101经由第一节点n1与电流镜单元104连接；分流单元105连接在第一节点n1与接地端子GND之间。当数字控制振荡器用在锁相环中时，如果频率增益K变化很大，那么锁相环的带宽也会变化很大，这会导致不同频率下的输出信号的抖动和相位噪声变化很大。本公开内容的数字控制振荡器能够稳定频率增益K，这对于抑制输出信号的抖动和相位噪声是有利的。下面，参照图2示例性说明本公开内容的数字控制振荡器的电路结构。图2示出了根据本公开内容的一个实施例的数字控制振荡器200的示例性电路图。数字控制振荡器200可以是数字控制振荡器100的一种示例性的具体实现方式。如图2中所示，数字控制振荡器200包括：第一节点n1、第一电流生成单元201、第二节点n2、第二电流生成单元202、振荡信号生成单元203、电流镜单元204和分流单元205。第一电流生成单元201用于在偏置电压Vb的控制下生成流向第一节点n1的第一电流I1。第二电流生成单元202用于在偏置电压Vb的控制下，基于控制字Co生成流过第二节点n2的第二电流I2，其中，第二电流I2与第一电流I1呈第一镜像关系。振荡信号生成单元203用于基于第二电流I2生成振荡信号So，其中，振荡信号So的振荡频率用f来表示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字控制振荡器，包括第一节点；第一电流生成单元，用于在偏置电压的控制下生成流向所述第一节点的第一电流；第二节点；第二电流生成单元，用于在所述偏置电压的控制下，基于控制字生成流过所述第二节点的与所述第一电流呈第一镜像关系的第二电流；振荡信号生成单元，用于基于所述第二电流生成振荡信号；电流镜单元，用于接收基准电流和来自所述第一节点的第三电流，并且所述电流镜单元被连接成使得所述第三电流与所述基准电流呈第二镜像关系；以及分流单元，用于在所述第二节点处的节点电压的控制下接收来自所述第一节点的第四电流，以使得所述数字控制振荡器的关于所述控制字的频率增益基本不变。

【技术特征摘要】
1.一种数字控制振荡器，包括第一节点；第一电流生成单元，用于在偏置电压的控制下生成流向所述第一节点的第一电流；第二节点；第二电流生成单元，用于在所述偏置电压的控制下，基于控制字生成流过所述第二节点的与所述第一电流呈第一镜像关系的第二电流；振荡信号生成单元，用于基于所述第二电流生成振荡信号；电流镜单元，用于接收基准电流和来自所述第一节点的第三电流，并且所述电流镜单元被连接成使得所述第三电流与所述基准电流呈第二镜像关系；以及分流单元，用于在所述第二节点处的节点电压的控制下接收来自所述第一节点的第四电流，以使得所述数字控制振荡器的关于所述控制字的频率增益基本不变。2.根据权利要求1所述的数字控制振荡器，还包括接地端子；其中，所述分流单元包括第一NMOS晶体管和第一电阻器；所述第一NOMOS晶体管的栅极与所述第二节点连接；并且所述第一节点经由串联连接的所述第一NMOS晶体管和所述分流电阻器与所述接地端子连接。3.根据权利要求1所述的数字控制振荡器，其中，所述电流镜单元包括第一PMOS晶体管；所述第一PMOS晶体管的源极与所述第一节点连接；所述偏置电压为所述第一PMOS晶体管的漏极处的电压。4.根据权利要求1所述的数字控制振荡器，其中，所述第一电流生成单元、所述第一节点、所述分流单元、所述第二节点和所述第二电流生成单元构成正反馈环路，并且所述正反馈环路具有小于1的正反馈增益。5.根据权利要求1所述的数字控制振荡器，还包括：电流源，用于生成所述基准电流；其中，所述电流源为与绝对温度互补型电流源。6.根据权利要求1所述的数字控制振荡器，其中，所述分流单元和所述电流镜单元被配置成使得所述第四电流的电流值与所述第三电流的电流值比大于五。7.根据权利要求1所述的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴瑞，
申请(专利权)人：海光信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12