一种可变结构压控振荡器及其控制方法与流程

本发明涉及一种可变结构压控振荡器及其控制方法，属于电子科技。

背景技术：

1、目前，在主流的cmos工艺中设计压控振荡器(vco)，仍然面临着低功耗与高性能之间的矛盾。为此已经研发出了多种不同结构的压控振荡器来分别满足不同应用中对功耗和性能的要求。但随着芯片集成度的不断提高，需要有一种结构能够兼容系统对功耗和性能的需求。

技术实现思路

1、发明在于提出一种可变结构压控振荡器，通过cmos开关来改变压控振荡器的电路结构，既可以适当降低性能来满足功耗指标，也可以适当提高功耗来满足性能指标。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种可变结构压控振荡器，其特征是包含第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3、第四mos管m4、第一mim电容c1、第二mim电容c2、第三mim电容c3、第一多晶硅电阻r1、第二多晶硅电阻r2、第一平面螺旋电感l1、第一cmos开关s1、第二cmos开关s2、第三cmos开关s3和第四cmos开关s4，其中，第一mos管m1的源极和第二mos管m2的源极均接地，第一mos管m1的栅极、第一cmos开关s1的正极、第二多晶硅电阻r2的负极和第二mim电容c2的负极四者相互相连，第二mos管m2的栅极、第一cmos开关s1的负极、第一多晶硅电阻r1的负极和第一mim电容c1的负极四者相互相连，第一mos管m1的漏极与负极输出电压voutn相连，第二mos管m2的漏极与正极输出电压voutp相连；第一mim电容c1的负极与负极输出电压voutn相连，第二mim电容c2的负极与正极输出电压voutp相连；第一多晶硅电阻r1的正极、第二多晶硅电阻r2的正极、第二cmos开关s2的正极和第三cmos开关s3的正极四者相互相连；第二cmos开关s2的负极与负输入电压vn相连；第三cmos开关s3的负极、第一平面螺旋电感l1的中心抽头和第四cmos开关s4的负极三者相互相连；第一平面螺旋电感l1的正极与正极输出电压voutp相连，第一平面螺旋电感l1的负极与负极输出电压voutn相连；第三mim电容c3的正极与正极输出电压voutp相连，第三mim电容c3的负极与负极输出电压voutn相连；第三mos管m3的源极和第四mos管m4的源极均接电源vdd，第三mos管m3的栅极与第四mos管m4的漏极均和正极输出电压voutp相连，第四mos管m4的栅极与第三mos管m3的漏极和负极输出电压voutn相连。

4、一种可变结构压控振荡器的控制方法，其特征是包括：

5、适当降低性能来满足功耗指标的步骤：将第一cmos开关s1、第二cmos开关s2和第四cmos开关s4关断，第三cmos开关s3闭合，第一mos管m1和第二mos管m2的栅极偏置电压由第一平面螺旋电感l1的中心抽头提供，因此压控振荡器处于nmos管与pmos管互补交叉耦合振荡模式；

6、适当提高功耗来满足性能指标的步骤：将第一cmos开关s1、第二cmos开关s2和第四cmos开关s4闭合，第三cmos开关s3关断，第一mos管m1和第二mos管m2的栅极偏置电压由负输入电压vn提供，因此压控振荡器处于单pmos管交叉耦合振荡模式。

7、本发明的有益效果是：

8、1、本发明的可变结构压控振荡器通过cmos开关来改变压控振荡器的电路结构，既可以适当降低性能来满足功耗指标，也可以适当提高功耗来满足性能指标。

9、2、本发明是应用于频率综合器中的压控振荡器模块，其用途在于输出高质量的时钟信号，为无线射频通信芯片提供低噪声的本地载波，或为模数转换器提供高稳定的采样时钟等。

10、3、本发明的可变结构压控振荡器在高性能模式下，第一mos管m1和第二mos管m2的栅极偏置电压由负输入电压vn提供，可以完全确保第一mos管m1和第二mos管m2处于关断状态，这一技术可以使整体lc谐振腔的q值提高10％左右。

技术特征：

1.一种可变结构压控振荡器，其特征是包含第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3、第四mos管m4、第一mim电容c1、第二mim电容c2、第三mim电容c3、第一多晶硅电阻r1、第二多晶硅电阻r2、第一平面螺旋电感l1、第一cmos开关s1、第二cmos开关s2、第三cmos开关s3和第四cmos开关s4，其中，第一mos管m1的源极和第二mos管m2的源极均接地，第一mos管m1的栅极、第一cmos开关s1的正极、第二多晶硅电阻r2的负极和第二mim电容c2的负极四者相互相连，第二mos管m2的栅极、第一cmos开关s1的负极、第一多晶硅电阻r1的负极和第一mim电容c1的负极四者相互相连，第一mos管m1的漏极与负极输出电压voutn相连，第二mos管m2的漏极与正极输出电压voutp相连；第一mim电容c1的负极与负极输出电压voutn相连，第二mim电容c2的负极与正极输出电压voutp相连；第一多晶硅电阻r1的正极、第二多晶硅电阻r2的正极、第二cmos开关s2的正极和第三cmos开关s3的正极四者相互相连；第二cmos开关s2的负极与负输入电压vn相连；第三cmos开关s3的负极、第一平面螺旋电感l1的中心抽头和第四cmos开关s4的负极三者相互相连；第一平面螺旋电感l1的正极与正极输出电压voutp相连，第一平面螺旋电感l1的负极与负极输出电压voutn相连；第三mim电容c3的正极与正极输出电压voutp相连，第三mim电容c3的负极与负极输出电压voutn相连；第三mos管m3的源极和第四mos管m4的源极均接电源vdd，第三mos管m3的栅极与第四mos管m4的漏极均和正极输出电压voutp相连，第四mos管m4的栅极与第三mos管m3的漏极和负极输出电压voutn相连。

2.一种可变结构压控振荡器的控制方法，其特征是包括：

技术总结
一种可变结构压控振荡器，包含第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第一MIM电容C1、第二MIM电容C2、第三MIM电容C3、第一多晶硅电阻R1、第二多晶硅电阻R2、第一平面螺旋电感L1、第一CMOS开关S<subgt;1</subgt;、第二CMOS开关S<subgt;2</subgt;、第三CMOS开关S<subgt;3</subgt;和第四CMOS开关S<subgt;4</subgt;。发明在于提出一种可变结构压控振荡器，通过CMOS开关来改变压控振荡器的电路结构，既可以适当降低性能来满足功耗指标，也可以适当提高功耗来满足性能指标。

技术研发人员：许美程,沈剑均
受保护的技术使用者：江苏星宇芯联电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17